КОНВЕКТОР Российский патент 2001 года по МПК F24H3/04 

Изобретение относится к области изготовления и эксплуатации теплообменных аппаратов и может быть использовано как в промышленности для перемещения взрывоопасных газов, так и для бытовых нужд.

Известен воздухонагреватель, включающий корпус с размещенными в нем электронагревателем и цилиндрическими перегородками, образующими между собой последовательно соединенные каналы, внутри которых перемещается нагретый воздух, подаваемый от внешнего вентилятора [1].

Такой воздухонагреватель обеспечивает нагрев и перемещение воздуха, проходящего через его каналы, только при наличии постороннего источника вентиляции газа.

Также известен электроконвектор, содержащий корпус с отверстиями и расположенными в нем с зазором относительно стенок и друг друга вертикальными элементами в виде полых труб, которые могут устанавливаться в шахматном порядке [2].

Однако в этом конвекторе все полые трубки нагреваются в одинаковой степени, что позволяет использовать конвективную тягу в малой степени, обеспечивая перемещение газа только в направлении снизу вверх.

Целью изобретения является перемещение газообразных или текучих сред на неограниченные расстояния и в любых направлениях без использования вращающихся нагнетательных (вытяжных) устройств.

На фиг. 1 схематически изображен конвектор, в корпусе 1 которого установлены или подвешены два ряда вертикально расположенных активных элементов в виде полых труб 2, соединенных последовательно в верхних и нижних частях смещенными в продольном направлении перемычками 3, образующими газопровод петлевой (волновой) формы с источником тепла 4, например, электронагревателем, размещенным только на одном ряде вертикально расположенных активных элементов.

По крайне мере на одной нижней перемычке газопровода должен быть установлен дренажный вентиль 5, предназначенный для отвода влаги, сконденсированной при прохождении газа через охлажденные активные элементы.

Второй ряд активных элементов с каналами может быть установлен в охлажденной зоне с температурой среды ниже температуры среды, где расположен первый ряд активных элементов.

На фиг. 2 показан конвектор, в котором корпус выполнен из двух блоков 1 и 2 с вертикально расположенными активными элементами в виде каналов 3 соединенными смещенными в продольном направлении на один шаг верхними 4 и нижними 5 перемычками так, что они образуют газопровод петлеобразной формы. Каналы в активных элементах могут выполняться не обязательно вертикальными, но и наклонными.

Концевые части газопровода 8 и 9 устанавливаются соответственно в местах забора и выхода газа.

Если включить в работу нагревательные элементы 4 фиг. 1 или подогреть блок 1 конвектора фиг. 2, например, путем установки его в теплое помещение, то по каналам газопровода за счет конвекции подогретого газа в активных участках нагретого ряда газ начнет перемещаться от нижних участков каждого вертикального канала к верхним. При этом, напор газа конвектора будет складываться из суммы напоров газа в каждом нагретом канале за счет последовательного соединения нагретых вертикальных каналов.

Если второй ряд активных элементов с каналами (фиг. 2, блок 2) установить в охлажденной зоне, где температура среды ниже температуры среды, где расположен первый ряд активных элементов (блок 1), то величина напора газа конвектора, дополнительно увеличится за счет конвективного перемещения охлажденного газа сверху вниз в вертикально расположенных каналах второго ряда.

Эффективность напорных характеристик конвектора можно увеличить, например, за счет установки в зоне расположения второго ряда каналов холодильного агрегата, который одновременно может служить для осушки газа, проходящего через охлажденные каналы, до величины влажности, определяемой точкой росы для соответствующей степени (температуры) охлаждения вертикально расположенных активных участков канала второго ряда.

Конвектор обладает достаточно хорошими вентиляционными характеристиками, которые можно определить из соотношения:

где H - напор газа конвектора, кг/м•с²;
g - ускорение свободного падения, м/с²;
L - высота активных элементов с вертикальными каналами, м;
n_х и n_г - соответственно число холодных и нагретых активных элементов, шт.;
ρ_х и ρ_г- соответственно плотность газа в соответствующих каналах холодных и нагретых активных элементах, кг/м³.

При этом величины плотности газа в зависимости от его температуры и расход газа через конвектор могут быть определены по общеизвестным формулам аэродинамики.

Преимущество конвектора по сравнению с устройствами, обеспечивающими перемещения газовых или текущих сред за счет компрессии, заключается в том, что он практически бесшумен, может обеспечить перемещение взрывоопасного газа, когда, например, установка вращающегося вентилятора с электроприводом небезопасна.

Конвектор может успешно работать, например, когда один из его блоков установлен внутри помещения, а другой вне его при соответствующей разнице температур внутри и вне помещения. Конвектор может быть также применен в кондиционерах, где существует горячие и холодные зоны.

Источники информации
1. Авторское свидетельство СССР N 353367, кл. H 05 B 3/20, 1972 г.

2. Авторское свидетельство России N 2059167, кл. F 23 H 3/04, 1993 г.

Устройство предназначено для применения в промышленности, для перемещения взрывоопасных газов и для бытовых нужд. Конвектор содержит два ряда вертикально расположенных активных элементов, например, в виде полых труб, соединенных в верхней и нижней частях смещенными в продольном направлении перемычками, образующими петлеобразный газопровод, причем один из рядов активных элементов конвектора располагается в нагретой зоне или нагревается посторонним источником тепла. Концевые части полых труб представляют из себя зону входа и выхода газа. Изобретение позволяет перемещать газообразные или текучие среды на неограниченные расстояния в любых направлениях без использования вращающихся нагнетательных (вытяжных) устройств. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

1. Конвектор, содержащий корпус с установленными в нем в два ряда вертикально расположенными активными элементами с каналами, например в виде полых труб, и источник тепла, отличающийся тем, что указанные каналы соединены последовательно в верхних и нижних частях смещенными в продольном направлении перемычками, образующими газопровод петлевой (волновой) формы, а источник тепла, например электронагреватель, расположен только на одном ряду вертикально расположенных активных элементов. 2. Конвектор по п.1, отличающийся тем, что второй ряд активных элементов с каналами устанавливается в охлажденной зоне, где температура среды ниже температуры среды, где расположен первый ряд активных элементов. 3. Конвектор по п.1 или 2, отличающийся тем, что по крайней мере на одной нижней перемычке газопровода установлен дренажный вентиль, предназначенный для отвода влаги, сконденсированной при прохождении газа через охлажденные активные элементы.