УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАДИАЦИОННОГО НАГРЕВА И ДЕСТРАТИФИКАЦИИ ОКРУЖАЮЩЕГО ВОЗДУХА Российский патент 2017 года по МПК F24F7/06 F24H3/08 F24D5/08 

Область применения

Изобретение является устройством для радиационного нагрева и дестратификации окружающего воздуха согласно вступлению главной независимой формулы изобретения.

Настоящее устройство предназначено для работы в промышленной, коммерческой и сельскохозяйственной сферах, а также в таких циклах переработки как осушение и обезвоживание.

В особенности данное устройство пригодно для обогрева окружающей среды не только внутри помещений, но и снаружи. Установка и фиксация, подключение к системам обмена воздуха и удаления продуктов горения при необходимости производятся легко.

Уровень техники изобретения

Общеизвестно, что вся территория промышленных, ремесленных и коммерческих предприятий должна обогреваться; однако часто для технологического цикла или производственной планировки возникает необходимость в обогреве лишь определенных зон. Также требуется обеспечить качество внутреннего воздуха посредством воздухообмена, правильного распределения воздуха, прежде всего в целях ограничения стратификации воздуха и, следовательно, теплорассеивания, направленного вверх.

Различные устройства для радиационного нагрева под названием «модули радиационных труб» или «ленточные излучатели», последние высокой тепловой мощности, обычно расположенные рядом с накрытием обогреваемой зоны, а также монтируются на стенах только в особенных случаях, были доступны на рынке на протяжении нескольких лет.

На практике эти устройства имеют недостаток в определении нежелательной стратификации окружающего воздуха на месте эксплуатации и в особенных рабочих условиях. Для дальнейшего снижения стратификации окружающего воздуха обычно используется вентиляционное оборудование, известное как «дестратификаторы», расположенное отдельно от нагревательных приборов наверху. Использование другого оборудования кроме ограничения площади, которая может быть использована для производственной деятельности, требует установку дополнительных электрических соединений, а также увеличение расходов на управление и техническое обслуживание.

Следующим недостатком данного оборудования для обогрева с радиационными модулями или ленточными излучателями известных типов является то, что горелки, которые в нем используются, должны быть оснащены собственной системой подачи воздуха для поддержания горения в горелку, которая отделена от системы вентиляции для обновления окружающего воздуха и которая также отделена от потока воздуха устройств для дестратификации, вызывающих значительное повышение сложности структуры и, следовательно, затрат на производство, монтаж и техническое обслуживание.

Представление изобретения

Таким образом, в данном контексте главной целью изобретения является устранение недостатков уровня техники, описанных выше, создав единое устройство, способное одновременно обеспечивать радиационный нагрев, обмен и дестратификацию окружающего воздуха.

Следующей целью изобретения является создание устройства для радиационного обогрева и дестратификации окружающего воздуха, оснащенного вентилятором, который может одновременно дестратифицировать окружающий воздух и направлять воздушные потоки в требуемых направлениях для единичных отапливаемых участков, а также обеспечивать горелку воздухом для поддержания горения.

Еще одной целью изобретения является создание устройства для радиационного обогрева и дестратификации окружающего воздуха, которое можно параллельно подключить к другим подобным устройствам без ограничений по расположению для обеспечения обогрева только необходимых участков и движения воздуха в направлениях, обусловленных температурным комфортом или необходимых для достижения особенных циклов производственного процесса.

Краткое описание графических материалов

Технические параметры решения согласно предлагаемой задаче и целям ясно указаны в содержании формулы изобретения, которая приводится ниже, а его преимущества представлены в подробном описании варианта осуществления изобретения согласно решению, показанному как неограниченный пример на прилагаемых чертежах.

На фиг.1 представлен общий вид примерного и неограниченного осуществления устройства для радиационного обогрева и дестратификации окружающего воздуха согласно изобретению;

на фиг.2А представлен участок радиационной системы с отражающим экраном и соответствующей системой обеспечения устройства на фиг.1;

на фиг.2В представлен вид спереди устройства, показанного на фиг.1, которое может вращаться по оси L;

фиг.3 представляет собой общий вид примерного и неограниченного варианта осуществления устройства для радиационного обогрева и дестратификации окружающего воздуха согласно изобретению, установленного параллельно с другими подобными устройствами.

на фиг.4 показано устройство согласно изобретению, относящееся к кольцевой уплотняющей муфте.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществления изобретения

Относительно прилагаемых чертежей устройство для радиационного обогрева и дестратификации окружающего воздуха в соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения полностью показано под номером 1.

Оно предназначено для управления микроклиматом окружающей среды в промышленных, коммерческих и сельскохозяйственных предприятиях, а также в производственных циклах, таких как осушение и обезвоживание.

В подробностях устройство 1 состоит из герметизирующего воздуховода 2, через который проходит по меньшей мере один поток 9 воздуха, и горелки 3, прикрепленной к внутренней части герметизирующего воздуховода 2, которая предназначена для сжигания горючей смеси, полученной в результате смешивания потока воздуха для поддержания горения A, извлекаемого из потока 9 окружающего воздуха, и потока газа G для получения продуктов 13 горения при высокой температуре.

Герметизирующий воздуховод 2 выполнен преимущественно из металлических пластин, согнутых и/или приваренных для получения формы, указанной ниже и показанной на прилагаемых чертежах. Устройство 1 также состоит из радиационной трубной системы 4, подсоединенной к указанному воздуховоду 2 за горелкой 3 для подачи в него продуктов 13 горения при высокой температуре. Радиационная трубная система 4 расположена наверху данного устройства вместе с отражающим экраном 6 для обогрева окружающей среды при помощи радиации.

В соответствии с изобретением предусмотрен по меньшей мере один вентилятор 5, предпочтительно один вентилятор, расположенный внутри герметизирующего воздуховода 2 и направленный против течения по отношению к горелке 3, при этом имеет целью дестратификацию окружающего воздуха посредством направления более горячего воздуха сверху частично в направлении вниз и частично одновременно подает к горелке 3 воздух A для поддержания горения.

Предпочтительно герметизирующий воздуховод 2 также обеспечивает забор свежего воздуха 11 извне для подогрева.

Подробнее в соответствии с вариантом осуществления, показанным на прилагаемых чертежах герметизирующий воздуховод 2 имеет по меньшей мере одно отверстие 2А сверху для засасывания потока 9 окружающего воздуха или для засасывания внешнего освежающего воздуха 11, а также по меньшей мере одно отверстие снизу 2В для вывода потока дестратифицированного окружающего воздуха 10 далее вниз в окружающую среду.

Вентилятор 5 прикреплен к внутренней части герметизирующего воздуховода 2 около его верхнего отверстия 2А.

Предпочтительно верхнее отверстие 2А и нижнее отверстие 2В герметизирующего воздуховода 2 соединены между собой при помощи первого трубчатого корпуса 2’, который проходит между упомянутыми отверстиями 2А, 2В по оси Y, наклоненной в вертикальном направлении.

Герметизирующий воздуховод 2 также имеет второй трубчатый корпус 2", который подсоединен в отводе корпуса 2’ через первое отверстие 20 и обеспечивает горелку 3 потоком воздуха для поддержания горения A, забранного из воздушного потока, всосанного через верхнее отверстие 2А герметизирующего воздуховода 2, или формируется из окружающего воздуха 9, а также возможно из внешнего освежающего воздуха 11.

Поэтому поток воздуха для поддержания горения A горелки 3 является фракцией потока, который поступает в верхнее отверстие 2А первого трубчатого корпуса 2' герметизирующего воздуховода 2 и может состоять из окружающего воздуха 9 или же предпочтительнее из смеси окружающего воздуха 9 и внешнего освежающего воздуха 11.

Горелка 3 фиксируется внутри второго трубчатого корпуса 2" герметизирующего воздуховода 2, например, кронштейнами (не показаны).

Горелка 3 также соединяется с воздуховодом 3’ для передачи потока горючих газов 3, которые проходят сквозь второе отверстие 30 на втором трубчатом корпусе 2" герметизирующего воздуховода 2.

Второй трубчатый корпус 2" герметизирующего воздуховода 2 находится практически на одной оси с закладной секцией 4’ радиационной трубной системы 4 по общей оси L, предпочтительно практически горизонтальной.

Предпочтительно между горелкой 3 и радиационной трубной системой 4 располагается камера сгорания 12. Последняя проходит внутри второго трубчатого корпуса 2" герметизирующего воздуховода 2 или частично, по меньшей мере, внутри первой секции 4’ радиационной трубной системы 4 и укрывает пламя горелки 3 для вырабатывания продуктов 13 горения при высокой температуре.

Подвесы 14 предназначены для механической поддержки, например, если устройство 1 изобретения подвешено к крыше ангара.

Такие подвесы 14, к примеру, получают из кабелей или цепей 14’, прикрепленных с одной стороны к герметизирующему воздуховоду 2 в разнесенных на определенное расстояние местах, а с другой к крыше ангара.

Очевидно, что без отступления от объема защиты изобретения подвесы 14 могут быть получены множеством других способов, хорошо известных специалисту в данной области, включая, например, металлические кронштейны, конструкции и каркасы или стержни, кабеля и т.д.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения герметизирующий воздуховод 2 может вращаться по оси L своего второго трубчатого корпуса 2" или закладной секцией 4’ радиационной трубной системы 4 в целях изменения направления потока воздуха, который выводится в окружающую среду для ее нагрева при помощи передвижения, улучшая его дестратификацию и оптимизируя температурный комфорт окружающей среды на поверхности земли.

Для этой цели подвесы 14 состоят из вращающихся поддерживающих элементов, таких как шарниры, подшипники или муфты с использованием бандажа или подобных систем, способных поддерживать герметизирующий воздуховод 2, позволяя ему свободно вращаться вокруг указанной оси L или позволяя ему свободно вращаться только во время настройки, например, при помощи ослабления бандажа, а затем его затягивания, как только найдено необходимое наклонное положение.

Предпочтительно, для того чтобы обеспечить вращение герметизирующего воздуховода 2 относительно радиационной трубной системы 4, предусмотрены подвесы 14 для кольцевой уплотняющей муфты 140 между свободным концом второго трубчатого корпуса 2" герметизирующего воздуховода 2 и закладной секцией 4' радиационной трубной системы 4. Эта кольцевая уплотняющая муфта 140 предпочтительно получена в соответствии с вариантом осуществления, указанным на чертежах, посредством вставки в свободный конец секции 220 цилиндрической формы соединительного зажима второго трубчатого корпуса 2", свободный конец закладной секции 4' радиационной трубной системы 4 также свободный и также цилиндрической формы и имеет немного меньшие размеры относительно размеров секции соединительного зажима 220 для того, чтобы обеспечить ее зацепление с этим зажимом такой секции 4' радиационной трубной системы 4.

Предпочтительно после определения относительного наклонного положения между двумя трубами и, следовательно, углового положения герметизирующего воздуховода 2, который вращается относительно абсолютной системы отсчета, представленной радиационной трубной системой 4, данное положение поддерживается, например, при помощи бандажа или аналогичным способом стянутых - винтом/болтом 142 - двумя противоположно расположенными продольными полосками 143, полученными посредством загиба двух пластин в продольном направлении, начиная от отверстия секции 220 соединительного зажима. Затягивание винтов 142 позволяет слегка прикрыть секцию данного зажима 220, плотно расположив ее на закладной секции 4’ радиационной трубной системы 4 в предварительно выбранном угловом положении. Первый трубчатый корпус 2’ герметизирующего воздуховода 2 может предпочтительно поддерживать предварительно выбранное угловое положение посредством настройки длины прикрепленных к нему подвесных цепей 14’.

В соответствии с предпочтительным вариантом осуществления изобретения предусмотрены средства R для настройки потока горючей смеси A+G для регулирования тепловой мощности горелки 3.

Также предусмотрены средства защиты и управления регулярной работы горелки 3, такие как функция корректировки потока воздуха для поддержания горения A на основе перепада давления, которое определяется в герметизирующем воздуховоде 2 при помощи надлежащих методов диагностики.

В соответствии с вариантом осуществления, показанным на фиг.3, устройство 1 ниже по потоку радиационной трубной системы 4 может быть оснащено коллектором 7, с или без аспиратора 70 для отвода наружу продуктов 13 горения при необходимости.

Предпочтительно для корректного и рационального обогрева окружающей среды устройство 1 может легко устанавливаться параллельно с другими подобными устройствами, соединенными одним коллектором 7 с аспиратором 70 для всасывания и принудительного отвода продуктов горения, которые производят вышеупомянутые устройства 7. Электрическая панель управления регулирует всю работу всех устройств.

Изобретение относится к воздухонагревательным устройствам. Устройство для радиационного нагрева и дестратификации окружающего воздуха содержит герметизирующий воздуховод, через который проходит по меньшей мере один поток окружающего воздуха, горелку, закрепленную внутри герметизирующего воздуховода, предназначенную для сжигания горючей смеси, полученной при помощи по меньшей мере одного потока воздуха для поддержания горения, извлекаемого из потока окружающего воздуха, и по меньшей мере одного потока газа для вырабатывания продуктов горения при высокой температуре, радиационную трубную систему для обогрева окружающей среды при помощи радиации, способную перемещать продукты горения при высокой температуре, выработанные горелкой, по меньшей мере один вентилятор, расположенный внутри герметизирующего воздуховода выше по течению от горелки, приспособленный для дестратификации окружающего воздуха посредством забора, как правило, горячего воздуха сверху и направления его вниз и одновременной подачи к горелке указанного воздуха для поддержания горения, подвесы, прикрепленные к герметизирующему воздуховоду. Изобретение направлено на корректный и рациональный обогрев окружающего воздуха внутри помещений. 10 з.п. ф-лы, 4 ил.

1. Устройство для радиационного нагрева и дестратификации окружающего воздуха, отличающееся тем, что содержит:

- герметизирующий воздуховод (2), через который проходит по меньшей мере один поток (9) окружающего воздуха;

- горелку (3), закрепленную внутри герметизирующего воздуховода (2), предназначенную для сжигания горючей смеси (A+G), полученной при помощи по меньшей мере одного потока (А) воздуха для поддержания горения, извлекаемого из потока (А) окружающего воздуха, и по меньшей мере одного потока газа (G) для вырабатывания продуктов (13) горения при высокой температуре;

- радиационную трубную систему (4) для обогрева окружающей среды при помощи радиации, способную перемещать продукты (13) горения при высокой температуре, выработанные указанной горелкой (3);

- по меньшей мере один вентилятор (5), расположенный внутри герметизирующего воздуховода (2) выше по течению от горелки (3), приспособленный для дестратификации окружающего воздуха посредством забора, как правило, горячего воздуха сверху (9) и направления его вниз (10) и одновременной подачи к горелке (3) указанного воздуха (А) для поддержания горения;

- подвесы (14), прикрепленные к герметизирующему воздуховоду (2).

2. Устройство для радиационного нагрева и дестратификации окружающего воздуха по п.1, отличающееся тем, что герметизирующий воздуховод (2) имеет по меньшей мере одно верхнее отверстие (2А) для всасывания указанного потока (9) окружающего воздуха и по меньшей мере одно нижнее отверстие (2В) для вывода потока дестратифицированного окружающего воздуха (10) далее вниз в атмосферу.

3. Устройство для радиационного нагрева и дестратификации окружающего воздуха по п.2, отличающееся тем, что вентилятор (5) установлен внутри герметизирующего воздуховода (2), в частности около его верхнего отверстия (2А).

4. Устройство для радиационного нагрева и дестратификации окружающего воздуха по п.2, отличающееся тем, что герметизирующий воздуховод (2) состоит из первого трубчатого корпуса (2’), который соединяет вместе указанное верхнее отверстие (2А) и нижнее отверстие (2В), а также второго трубчатого корпуса (2”), который подсоединен в отводе первого трубчатого корпуса (2’) и обеспечивает горелку (3) потоком (А) воздуха для поддержания горения, забранным из потока, всосанного через верхнее отверстие (2А) герметизирующего воздуховода (2).

5. Устройство для радиационного нагрева и дестратификации окружающего воздуха по п.2, отличающееся тем, что указанный герметизирующий воздуховод (2) проходит между упомянутыми отверстиями (2А, 2В) по оси (Y), которая является вертикально направленной или наклонена относительно вертикального направления.

6. Устройство для радиационного нагрева и дестратификации окружающего воздуха по п.4, отличающееся тем, что указанный герметизирующий воздуховод (2) находится практически на одной оси с закладной секцией (4’) указанной радиационной трубной системы (4) по общей оси (L).

7. Устройство для радиационного нагрева и дестратификации окружающего воздуха по п.6, отличающееся тем, что указанная общая ось (L) главным образом является горизонтальной.

8. Устройство для радиационного нагрева и дестратификации окружающего воздуха по п.1, отличающееся тем, что между указанной горелкой (3) и указанной радиационной трубной системой (4) находится камера сгорания (12).

9. Устройство для радиационного нагрева и дестратификации окружающего воздуха по п.1, отличающееся тем, что указанный герметизирующий воздуховод (2) способен вращаться вокруг оси закладной секции (4’) указанной радиационной трубной системы (4) для изменения направления воздуха, который выводится в окружающую среду для ее нагрева.

10. Устройство для радиационного нагрева и дестратификации окружающего воздуха по п.1, отличающееся тем, что содержит средства (R) для настройки потока горючей смеси (A+G) для регулирования тепловой мощности горелки (3).

11. Устройство для радиационного нагрева и дестратификации окружающего воздуха по одному из предыдущих пунктов, отличающееся тем, что радиационные трубы указанной радиационной трубной системы (4) оснащены на своей верхней части отражающим экраном (6).