Рекуперативный теплообменник Советский патент 1992 года по МПК F23L15/04 

СО

со со ел

Изобретение относится к теплообмен- ной технике и может быть использовано в топливосжигающих установках периодического действия с температурой дымовых газов не более 900°С.

Известны рекуперативные теплообменники, содержащие кольцевой канал, обрамляющий центральный газоход с верхней и нижней кольцевыми коробками.

Недостатком таких теплообменников является слабо развитый теплообмен в центральном газоходе, что снижает температуру подогрева воздуха и эффективность установки теплообменника.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому эффекту является рекуперативный теплообменник, содержащий вертикально и соосно установленные обечайки, размещенные с зазором друг относительно друга, и поме- щенный в полости внутренней обечайки ин- тенсификатор теплообмена.

Недостатком известного теплообменника является слабо развитый теплообмен от газов к поверхности интенсификатора и невозможность ее регулирования при пониженных температурах и изменении расхода дымовых газов, что снижает температуру подогрева воздуха, повышает сопротивление и соответственно снижает эффектив- ность установки теплообменника.

Цель изобретения - повышение тепловой эффективности работы теплообменника и защита окружающей среды от загрязнений..

Поставленная цель достигается тем, что рекуперативный теплообменник, содержащий вертикально и соосно установленные обечайки, размещенные с зазором друг относительно друга и размещенный в полости внутренней обечайки интенсификатор теплообмена, дополнительно содержит верхний, средний и нижний кольцевые электромагниты, расположенные вокруг внешней обечайки по ее высоте, а интенси- фикатор теплообмена выполнен в виде слоя шаров из ферромагнитного материала с высотой слоя равной суммарной высоте верхнего и среднего электромагнитов.

На чертеже изображен рекуперативный теплообменник, продольный разрез.

Теплообменник содержит вертикально и соосно установленные наружную 1 и внутреннюю 2 обечайки, расположенные с зазором друг относительно друга, и поме- щенный в полости внутренней обечайки 2 интенсификатор теплообмена 3 в виде слоя шаров из ферромагнитного материала 4, а по высоте наружной 1 обечайки по ее боковой поверхности установлены верхний 5,

средний 6 и нижний 7 кольцевые электромагниты, причем высота слоя шаров равна общей высоте верхнего 5 и среднего 6 электромагнитов. Зазор между обечайками 1 и 2 соединен с подводящим 8 и отводящим 9 патрубками, расположенными соответственно в нижней и верхней части наружной обечайки 1.

Рекуперативный теплообменник работает следующим образом.

Холодный воздух через подводящий патрубок 8 поступает в зазор между обечайками 1 и 2 вверх, нагреваясь за счет тепла, полученного от стенок обечайки 2, и выходит через отводящий патрубок 9. Продукты сгорания, двигаясь снизу вверх, фильтруются через поры слоя шаров 4, слой которых обладает высокой степенью черноты и находится во взаимном лучистом теплообмене со стенкой обечайки 2. Слой шаров 4 удерживается в газоходе 2 под действием электромагнитов 5 и 6. При увеличении расходов дымовых газов выключается электромагнит 7 и частично отключается электромагнит 6 и слой шаров распределяется по высоте всех трех электромагнитов. Циклы включения и отключения соответствующих электромагнитов повторяются сверху вниз и наоборот и происходит перераспределение шаров по высоте в зависимости от расхода дымовых газов. При этом скорость фильтрации не увеличивается, соответственно не увеличивается сопротивление при том же уровне теплоотдачи от газов к слою шаров.

Поскольку рекуперативный теплообменник может применяться при температуре не выше 900°С, во избежание потери магнитных свойств материала шаров излу- чательная способность газов мала и наличие фильтрующего слоя обеспечивает интенсивный теплообмен между шарами и газами и нагрев до 700°С. Имея высокую степень черноты, слой шаров будет выполнять роль интенсификатора теплообмена и при пониженных температурах продуктов сгорания.

Кроме того, фильтрация дымовых газов через слой обеспечивает их очистку от механических примесей, а перемещение шаров способствует удалению примесей из слоя, что также увеличивает эффективность установки теплообменника сточки зрения защиты окружающей среды от загрязнений.

Таким образом, за счет выполнения интенсификатора теплообмена в виде слоя шаров из ферромагнитного материала, заключенного в поле электромагнитов, увеличивается теплоотдача, повышается сте- пеньутилизации продуктов сгорания за счет фильтрации их через поры между шарами и

увеличивается температура подогрева воздуха.

Формула изобретения Рекуперативный теплообменник, содержащий вертикально и соосно установленные обечайки, размещенные с зазором одна относительно другой для прохода воздуха, и помещенный в полости внутренней обечайки интенсификатор теплообмена, о т- личающийся тем, что, с целью повыше0

ния тепловой эффективности и защиты окружающей среды от загрязнений, он дополнительно содержит верхний, средний и нижний кольцевые электромагниты, расположенные вокруг внешней обечайки равномерно по ее высоте, а интенсификатор выполнен в виде слоя шаров из ферромагнитного материала с высотой слоя, равной суммарной высоте верхнего и среднего электромагнитов.

Использование: для утилизации дымовых газов (Г), Г двигаясь снизу вверх, фильтруются через поры слоя шаров 4, которые интенсивно разогреваются и отдают тепло стенке обечайки 2 и воздуху, проходящему по зазору между обечайками 1 и 2. При увеличении расхода Г включается электромагнит 7 и снижается мощность электромагнита 6, слой шаров частично перемещается в пространство электромагнита 7. Тем самым сопротивление слоя не увеличивается при том же уровне теплоотдачи. 1 ил. 4