ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ Российский патент 2007 года по МПК F23L15/04 

Изобретение относится к устройствам для подогрева воздуха и применяется для обогрева и вентиляции производственных и бытовых помещений.

Известен воздухоподогреватель, выбранный заявителем в качестве прототипа, содержащий обечайку с патрубками для входа и выхода воздуха, расположенную внутри обечайки топку с горелочным устройством и дымовой трубой, конвективную часть, выполненную в виде трубок, соединенных с торцов коллекторами (п. РФ №2126942). Топка соединена с дымовой трубой, выполненной в виде трех горизонтально установленных труб, соединенных двойными отводами. Трубы дымового канала снабжены продольными ребрами, а вокруг каждой трубы размещена гофрированная сетка. Конвективная часть выполнена в виде соединенных с коллекторами трубок с внутренними перегородками, расположенных параллельно воздушному потоку. Конвективная часть расположена отдельно от топки с горелочным устройством и дымовой трубой.

Конструктивное расположение топки с дымовой трубой и конвективной части таково, что устройство растянуто по горизонтали и имеет большие габариты. Расположение трубок конвективной части параллельно воздушному потоку приводит к созданию ламинарного потока нагреваемого воздуха, что значительно снижает коэффициент теплоотдачи. Выполнение внутри плоских каналов перегородок, а снаружи дымовой трубы гофрированной сетки приводит к увеличению теплоотдачи, но при этом значительно усложняется вся конструкция и увеличивается трудоемкость изготовления.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности нагрева теплоносителя при значительном упрощении конструкции.

Воздухоподогреватель, содержащий обечайку с патрубками для входа и выхода воздуха, расположенную внутри обечайки топку с горелочным устройством и дымовой трубой, конвективную часть, выполненную в виде трубок, соединенных с торцов коллекторами, согласно изобретению, топка выполнена в виде цилиндрического стакана, трубки конвективной части расположены вокруг топки параллельно цилиндрической поверхности топки в шахматном порядке, причем входящий коллектор, установленный с возможностью соединения с топкой и расположенный напротив горелочного устройства, представляет собой сектор с тупым углом, выходящий коллектор, связанный с дымовой трубой и расположенный с этой же стороны, представляет собой изолированно выполненный сектор с острым углом, при этом устройство снабжено промежуточным коллектором, расположенным напротив, а между обечайкой и топкой установлены поперечные перегородки.

Конструктивное расположение трубок в шахматном порядке вокруг топки приводит к увеличению количества трубок в данном пространстве, что увеличивает теплоотдачу, а также обеспечивает компактность и простоту конструкции. За счет расположения трубок в шахматном порядке и наличия поперечных перегородок нагреваемый воздух движется по спирали, при этом увеличивается коэффициент теплоотдачи, так как происходит смена режима движения воздуха с ламинарного на турбулентный, т.е. происходит интенсивное перемешивание слоев нагретого и холодного воздуха. Наличие промежуточного коллектора, расположенного напротив входящего и выходящего коллекторов, приводит к удлинению пути циркуляции газов, что дает увеличение процесса теплоотдачи. Конструкция компактна из-за расположения входящего и изолированно выполненного выходящего коллекторов с одной стороны в виде секторов с тупым и острым углами.

Приведенные выше отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому изобретение соответствует критерию «новизна».

Патентные исследования показали, что в изученном уровне техники отсутствуют аналогичные технические решения, т.е. заявляемое техническое решение не следует явным образом из изученного уровня техники и, таким образом, соответствует критерию «изобретательский уровень».

Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично представлен воздухоподогреватель; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - сечение Б-Б на фиг.1.

Воздухоподогреватель содержит обечайку 1, топку 2, выполненную в виде стакана, горелку 3, патрубок для подвода воздуха 4 и патрубок для выхода воздуха 5, дымовую трубу 6. Конвективная часть представляет собой входящий коллектор 7, выходящий коллектор 8, промежуточный коллектор 9 и установленные между коллекторами цилиндрические трубки 10, расположенные между обечайкой 1 и топкой 2 в шахматном порядке параллельно топке 2. Входящий коллектор 7 и выходящий коллектор 8 расположены с одной стороны, причем выходящий коллектор выполнен изолированно от входящего коллектора. Промежуточный коллектор 9 расположен напротив входящего 7 и выходящего 8 коллекторов. Входящий коллектор 7 выполнен в виде сектора с тупым углом, а выходящий коллектор 8 выполнен в виде сектора с острым углом. Между обечайкой 1 и топкой 2 расположены две перегородки 11.

Устройство работает следующим образом.

В топку 2 подается природный газ, который сжигается посредством горелки 3. Продукты сгорания - дымовые газы - поступают из топки 2 через входящий коллектор 7 в цилиндрические трубки 8 и через промежуточный коллектор 9 и трубки 8 - в выходящий коллектор 8 и дымовую трубу 6. При такой схеме движения газов удлиняется путь прохождения газов, что повышает эффективность теплопередачи. Холодный воздух по патрубку для входа воздуха 4 поступает в пространство между обечайкой 1 и топкой 2. Омывая трубки 8 и огибая перегородки 11, воздух нагревается и выходит через патрубок для отвода воздуха 5. Расположение трубок 8 в шахматном порядке повышает турбулентность нагреваемого потока воздуха. В турбулентном потоке осуществляется гораздо более интенсивный перенос тепла между воздушной средой и стенками нагревательных элементов. Наличие перегородок 9 приводит к тому, что также повышается турбулентность потока, и, кроме того, ликвидируются застойные зоны, что и вызывает повышение эффективности теплоотдачи.

Предлагаемая установка благодаря конструктивным особенностям позволит увеличить эффективность теплообмена. Установка обеспечивает нагрев воздуха до максимальной температуры 200°С. Воздухоподогреватель достаточно прост в изготовлении, компактен. Воздухоподогреватель экономичен, надежен и удобен в эксплуатации.

Использование: изобретение относится к устройствам для подогрева воздуха и применяется для обогрева и вентиляции производственных и бытовых помещений. Задачей изобретения является повышение эффективности нагрева теплоносителя при значительном упрощении конструкции. Для решения поставленной задачи воздухоподогреватель содержит обечайку с патрубками для входа и выхода воздуха, расположенную внутри обечайки топку с горелочным устройством и дымовой трубой, конвективную часть, выполненную в виде трубок, соединенных с торцов коллекторами. При этом топка выполнена в виде цилиндрического стакана, трубки конвективной части расположены вокруг топки параллельно ее цилиндрической поверхности, шахматном порядке, причем входящий коллектор соединен с топкой, расположен напротив горелочного устройства и представляет собой сектор с тупым углом, а выходящий коллектор, связанный с дымовой трубой расположен с этой же стороны и представляет собой изолированно выполненный сектор с острым углом. Устройство снабжено промежуточным коллектором, расположенным напротив, а между обечайкой и топкой установлены поперечные перегородки. 3 ил.

Воздухоподогреватель, содержащий обечайку с патрубками для входа и выхода воздуха, расположенную внутри обечайки топку с горелочным устройством и дымовой трубой, конвективную часть, выполненную в виде трубок, соединенных с торцов коллекторами, отличающийся тем, что топка выполнена в виде цилиндрического стакана, трубки конвективной части расположены вокруг топки параллельно цилиндрической поверхности топки в шахматном порядке, причем входящий коллектор, установленный с возможностью соединения с топкой и расположенный напротив горелочного устройства, представляет собой сектор с тупым углом, выходящий коллектор, связанный с дымовой трубой и расположенный с этой же стороны, представляет собой изолированно выполненный сектор с острым углом, при этом устройство снабжено промежуточным коллектором, расположенным напротив, а между обечайкой и топкой установлены поперечные перегородки.