ТЕПЛООБМЕННИК С ОБЕЗЗАРАЖИВАНИЕМ НАГРЕВАЕМОГО ВОЗДУХА Российский патент 2020 года по МПК F28D1/00 F28C3/02 F22B1/18 F22G7/00 

Область техники

Изобретение относится к устройствам для обработки воздуха на транспортных средствах, создания комфортного и безопасного дыхательного воздуха в грузовых и пассажирских помещениях транспортных средств.

Предшествующий уровень техники

Использование острого (перегретого) водяного пара для обеззараживания известно и раскрыто, например, в авторском свидетельстве СССР №1054409 от 15.11.1983 и патенте США US9261273 от 16.02.2016.

Вместе с тем, известны теплообменники, предназначенные для использования в отопителях на транспорте и выполненные в форме стакана, которые раскрыты, например, в патенте РФ 2647014 от 13.03.2018 и в международной публикации WO 2007029953 от 15.03.2007. Но известные теплообменники не способны производить перегретый водяной пар для обеззараживания нагреваемого ими воздуха.

Заявленное изобретение направлено на реализацию теплообменника с обеззараживанием нагреваемого воздуха, предназначенного для использования в составе отопителя на транспортных средствах.

Раскрытие изобретения

Технический результат, достигаемый при использовании заявленного изобретения, заключается в обработке перегретым (острым) паром, производимым теплообменником, воздуха, нагреваемого этим же теплообменником. При этом конструкция теплообменника компактна, поскольку для обработки воздуха, нагреваемого снаружи теплообменника, используется пар, производимый внутри теплообменника.

Указанные технические результаты достигаются в теплообменнике с обеззараживанием нагреваемого воздуха тем, что теплообменник с обеззараживанием нагреваемого воздуха, выполненный в форме стакана, внутри которого установлена горелка, в дно стакана встроен испаритель с трубкой для подачи воды и коллектором пара и, по меньшей мере, один пароперегреватель с паропроводом, соединенный с коллектором пара испарителя, причем испаритель и пароперегреватель выполнены в виде глухих патрубков, а паропровод выполнен в виде трубки, частично погруженной в пароперегреватель и направленной в зону стерилизации потока воздуха, нагреваемого теплообменником, причем кожух горелки размещен внутри стакана теплообменника с образованием зазора для прохода продуктов сгорания.

Теплообменник может содержать более одного пароперегревателя, каждый из которых соединен с коллектором пара и выполнен с паропроводом в виде трубки, частично погруженной в пароперегреватель и направленной в зону стерилизации потока воздуха, нагреваемого теплообменником, причем испаритель может быть расположен в центральной части стакана, а пароперегреватели распределены по окружности относительно испарителя.

На чертеже показан теплообменник с обеззараживанием нагреваемого воздуха, установленный в отопителе.

Осуществление изобретения

Заявленный теплообменник с обеззараживанием нагреваемого воздуха, как показано на чертеже, выполнен в форме стакана 1, нагреваемого изнутри горелкой 2 отопителя. В дно стакана 1 встроены испаритель 3 воды, поступающей по трубке 4, коллектор 5 пара, образуемого испарителем 3, и соединенными с коллектором 5 пароперегревателями 6 и 7 с паропроводами, соответственно 8 и 9. На чертеже показаны два пароперегревателя из двенадцати, расположенных с равными промежутками по периметру дна стакана 1. Испаритель 3 и пароперегреватели выполнены каждый в форме глухого патрубка, расположенного внутри стакана 1, при этом испаритель 3 расположен в центральной части стакана, а пароперегреватели распределены по окружности относительно испарителя 3. Трубка 4 и паропроводы 8 и 9 выполнены в виде тонких металлических трубочек, погруженных, соответственно, в испаритель 3 и пароперегреватели 6 и 7.

Стакан 1 установлен на корпусе горелки 2, охватывая выход из горелки продуктов сгорания, нагревающих стакан 1 изнутри. Кожух 10 горелки 2 вставлен внутрь стакана 1 и охватывает глухие патрубки испарителя и пароперегревателей. При этом между кожухом 10 горелки и стенками стакана 1 образован зазор для прохода продуктов сгорания, нагрева при этом стенки стакана теплообменника и теплосъёмных элементов 11, и последующего выхода из отопителя через патрубок 12.

Трубка 4, размещенная в испарителе 3, присоединена к порционному насосу (не показан), подающему по заданной программе воду в испаритель 3. Пар, полученный в результате испарения воды в испарителе 3, поступает в коллектор 5 пара и далее в пароперегреватели 6 и 7, в которых дополнительно нагревается до температуры не менее 120°С.

По трубкам (паропроводам) 8 и 9, нижняя часть которых погружена в пароперегреватели, пар направляется в зону стерилизации и увлажнения перпендикулярно потоку воздуха, прокачиваемого через воздушный отопитель вдоль наружной поверхности стакана 1.

Таким образом, высокотемпературные струи перегретого пара пронизывая поток воздуха, нагреваемого теплообменником и перемещающегося через отопитель, обеспечивают стерилизацию патогенов, находящихся в прокачиваемом воздухе и формирование увлажненной и обеззараженной дыхательной атмосферы нормативных температурных кондиций.

Конструкция теплообменника с обеззараживанием нагреваемого воздуха может отличаться от конструкции, раскрытой выше в качестве примера. В частности, возможно выполнение дна стакана теплообменника съемным, с встроенными испарителем, коллектором и пароперегревателем, который при этом может быть единым, кольцеобразной формы и с соплами в стенке дна.

Изобретение относится к области теплотехники и может использоваться в отопительных системах транспортных средств. Теплообменник с обеззараживанием нагреваемого воздуха, выполненный в форме стакана, внутри которого установлена горелка, в дно стакана встроен испаритель с трубкой для подачи воды и коллектором пара и, по меньшей мере, один пароперегреватель с паропроводом, соединенный с коллектором пара испарителя, причем испаритель и пароперегреватель выполнены в виде глухих патрубков, а паропровод выполнен в виде трубки, частично погруженной в пароперегреватель и направленной в зону стерилизации потока воздуха, нагреваемого теплообменником, причем кожух горелки размещен внутри стакана теплообменника с образованием зазора для прохода продуктов сгорания. Технический результат – обеззараживание воздуха, поступающего в транспортное средство. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Теплообменник с обеззараживанием нагреваемого воздуха, выполненный в форме стакана, внутри которого установлена горелка, в дно стакана встроен испаритель с трубкой для подачи воды и коллектором пара и, по меньшей мере, один пароперегреватель с паропроводом, соединенный с коллектором пара испарителя, причем испаритель и пароперегреватель выполнены в виде глухих патрубков, а паропровод выполнен в виде трубки, частично погруженной в пароперегреватель и направленной в зону стерилизации потока воздуха, нагреваемого теплообменником, причем кожух горелки размещен внутри стакана теплообменника с образованием зазора для прохода продуктов сгорания.

2. Теплообменник по п. 1, отличающийся тем, что содержит более одного пароперегревателя, каждый соединен с коллектором пара и выполнен с паропроводом в виде трубки, частично погруженной в пароперегреватель и направленной в зону стерилизации потока воздуха, нагреваемого теплообменником.

3. Теплообменник по п. 2, отличающийся тем, что испаритель расположен в центральной части стакана, а пароперегреватели распределены по окружности относительно испарителя.