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 выполнена отдельно от топки с 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 увеличивает турбулентность потока и 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.

В предлагаемом воздухоподогревателе, содержащем 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 установлен с возможностью соединения с топкой со стороны горелочного устройства, а выходящий коллектор соединен с дымовой трубой с противоположной стороны, при этом между обечайкой и топкой установлены поперечные перегородки.

Конструктивное расположение трубок в шахматном порядке вокруг топки приводит к увеличению количества трубок в данном пространстве, компактности и простоте 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. Расположение входного коллектора в противоположной по ходу газов стороне обеспечивает догорание газов, так как газы, в топке дойдя до дна топки, разворачиваются и проходят обратный путь до входящего коллектора. Это также повышает эффективность нагрева.

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.

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, расположенный со стороны горелки 3, выходящий коллектор 8, соединенный с дымовой трубой 6, и установленные между ними параллельно топке 2 в шахматном порядке трубки 9. Между обечайкой 1 и топкой 2 расположены две перегородки 10.

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 9 и через выходящий коллектор 8 в дымовую трубу 6. Холодный воздух по патрубку для входа воздуха 4 поступает в пространство между обечайкой 1 и топкой 2. Омывая трубки 9 и огибая перегородки 10, воздух нагревается и выходит через патрубок для отвода воздуха 5. Дымовые газы, дойдя до торцевой стенки топки 2, возвращаются обратно и через входящий коллектор 7, трубки 9, выходящий коллектор 8 поступают в дымовую трубу 6. При такой схеме движения происходит дожигание газов в топке 2, что улучшает эффективность сгорания газов, а значит, и повышает эффективность теплопередачи. 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 10 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. Воздухоподогреватель обеспечивает нагрев воздуха до максимальной температуры 200°С. Воздухоподогреватель достаточно прост в изготовлении и является экономичным, надежным и удобным в эксплуатации.

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 этой задачи предложен воздухоподогреватель, который 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 цилиндрической поверхности топки в шахматном порядке, причем входящий коллектор установлен с возможностью соединения с топкой со стороны горелочного устройства, а выходящий коллектор соединен с дымовой трубой с противоположной стороны, при этом между обечайкой и топкой установлены поперечные перегородки. 2 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 установлен с возможностью соединения с топкой со стороны горелочного устройства, а выходящий коллектор соединен с дымовой трубой с противоположной стороны, при этом между обечайкой и топкой установлены поперечные перегородки.