Электроподогреватель воздуха Советский патент 1992 года по МПК H05B3/42 

Изобретение относится к энергетической технике, в частности к электротермии, и может быть использовано для электроподогрева воздуха.

Известен электроподогреватель воздуха, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, нагревательные элементы, выполненные из металлических пластин, установленных в прямоугольном электрически изолирующем канале.

Недостатком известного подогревателя является низкая надежность, т.е. нагревательные элементы, находящиеся в потоке воздуха, испытывают значительные аэродинамические нагрузки колебательного характера. Возникающие вибрации вызывают разрушения узлов крепления нагревательных элементов в электрически изолирующем канале, выполненных для обеспечения возможности теплового расширения нагревательных элементов в виде скользящих опор.

Известен трубчатый электроподогреватель воздуха, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, продольно расположенные трубчатые нагревательные элементы, закрепленные в трубной доске,

опорные трубные доски с дренажными отверстиями, токовводы и токовые перемычки, расположенные на концах трубчатых нагревательных элементов.

При работе известного подогревателя температура воздуха в межтрубном пространстве подогревателя приближается к температуре поверхностей трубчатых нагревательных элементов (1000°С), и через дренажные отверстия опорных досок горячий воздух поступает к трубной доске, что накладывает весьма высокие требования на термостойкость как самой трубной доски, так и герметизирующих уплотнений трубчатых элементов в последней. Трубчатые нагревательные элементы укреплены жестко только в трубной доске и при нагреве расширяются в сторону выхода (в горячую сторону). Практически всегда в нагревательных элементах электроподогревателя имеет место температурная неравномерность прогрева трубчатых элементов, определяемая неравномерностью расхода воздуха, различием электросопротивления, различными условиями по теплоотдаче корпуса центральных и периферийных трубок и т.п. Наличие в этих условиях жесткой связи (то(Л

С

VJ

со

XI XJ ON

N

ковые перемычки) по горячим концам трубчатых элементов приводит к их циклическим деформациям. Поскольку перемычки не омываются воздушным потоком, температура которого на 300-400°С ниже температуры горячих концов трубчатых элементов, то джоулево тепло отводится от них (перемычек) только за счет теплопроводности к стенкам элементов и за счет излучения. Для уменьшения тепловыделения уменьшают электрическое сопротивление перемычек, выполняя их по возможности короче и с большим сечением, что определяет высокую жесткость последних. Возникающие при деформации перекосы, изгибы и т.п. приводят к защемлениям трубчатых нагревательных элементов в изолирующих отверстиях опорных трубных досок, вызывая разрушения как самих элементов, так и трубных досок и их узлов. Перечисленные недостатки определяют невысокую надежность известного электроподогревателя воздуха.

Целью изобретения является повышение надежности трубчатого электроподог- ревателя воздуха.

Поставленная цель достигается тем, что в трубчатом электроподогревателе воздуха, содержащем корпус с входным и выходными отверстиями, в котором продольно ус- тановлены снабженные токовводами трубчатые нагревательные элементы, закрепленные со стороны входного отверстия в трубной доске и проходящие по длине сквозь опорные доски, в которых выполне- ны дренажные отверстия, причем трубчатые нагревательные элементы установлены в досках с обеспечением электроизоляции друг от друга, а концы нагревательных элементов соединены токовыми перемычками, дополнительно размещена в корпусе со стороны входного отверстия за трубной доской с зазором от нее перегородка, через отверстия которой проходят нагревательные элементы с зазором, образующим канал для прохода нагреваемого воздуха, в трубной доске выполнены отверстия для входа нагреваемого воздуха, а указанное соединение токовыми перемычками со стороны выходного отверстия выполнено по высту- лающим за концы нагревательных элементов клеммам.

На фиг. 1 изображена конструктивная схема данного электроподогревателя воздуха; на фиг. 2 - узел I на фиг. 1; на фиг. 3узел II на фиг. 1; на фиг. 4 - разрез А-А на фиг. 3.

Предлагаемый трубчатый электроподогреватель воздуха содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями, в

котором продольно установлены снабженные токовводами 4 трубчатые нагревательные элементы 5, закрепленные со стороны входного отверстия 2 в трубной доске 6 и проходящие по длине сквозь опорные доски 7, в которых выполнены дренажные отверстия 8, причем трубчатые нагревательные элементы установлены в досках 6 и 7 с обеспечением электроизоляции друг от друга (например, с помощью электроизоляционных втулок 9), а концы нагревательных элементов 5 соединены токовыми перемычками 10 и 11. В корпусе со стороны входного отверстия 2 за трубной доской 6 с зазором от нее установлена перегородка 12, через отверстия которой проходят нагревательные элементы 5 с зазором 13, образующим канал для прохода нагреваемого воздуха, в трубной доске 6 выполнены отверстия 14 для входа нагреваемого воздуха, а указанное соединение токовыми перемычками 11 со стороны выходного отверстия 3 выполнено по выступающим за концы нагревательных элементов 5 клеммам 15.

Данный трубчатый электроподогреватель воздуха работает следующим образом.

Из подающего трубопровода через входное отверстие 2 сжатый воздух поступает в корпус 1 и на трубную доску 6, откуда поступает в трубчатые нагревательные элементы 5, пройдя которые, омывает перемычки 11 и поступает на выход. Часть воздуха через отверстия 14 поступает в полость межтрубного пространства, образованную трубной доской 6 и перегородкой 12, и истекает через зазоры 13, препятствуя проникновению горячего воздуха в полость из остальной части межтрубного пространства. При этом организуется в полости между перегородкой 12 и доской 6 зона холодного воздуха, защищающего входную доску 6 от тепловых воздействий.

Из полостей, образованных соседними опорными досками 7, охлаждающий воздух истекает через дренажные отверстия 8. Воздух, выходящий из трубчатых нагревательных элементов 5, омывает перемычки 11, существенно увеличивая отбор тепла, выделяющегося в них при прохождении электрического тока. Это позволяет выполнять перемычки 11 более длинными и меньшего сечения, т.е. менее жесткими, чем в прототипе. При наличии температурной неравномерности и, соответственно, различных тепловых расширений трубчатых элементов 5, разность их тепловых расширений компенсируется гибкостью перемычек 11.

Такой трубчатый электроподогреватель воздуха обладает по сравнению с прототипом большей надежностью, т.е. существенно уменьшается температурное воздействие на входную трубную доску; охлаждение перемычек за счет выноса последних в воздушный поток обеспечивает возможность выполнения их гибкими (длинные и тонкие), что устраняет разрушения трубчатых нагревательных элементов и опорных досок при наличии неравномерностей прогрева трубного пучка.

Формула изобретения Электроподогреватель воздуха, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, в котором продольно установлены снабженные токовводами трубчатые нагревательные элементы, закрепленные со стороны входного отверстия в трубной доске и прохо0

5

дящие по длине сквозь опорные доски, в которых выполнены дренажные отверстия, нагревательные элементы электроизолиро- ваны друг от друга, а выходные концы их соединены токовыми перемычками, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности устройства, в корпусе со стороны трубной доски с зазором от нее дополнительно установлена перегородка, в отверстиях которой размещены нагревательные элементы с зазором, образующим канал для прохода нагреваемого воздуха, в трубной доске выполнены дополнительные отверстия для входа воздуха, а торцы нагревательных элементов снабжены выступающими клеммами, к которым присоединены указанные токовые перемычки.

Использование: для подогрева воздуха в любых областях промышленности. Сущность изобретения: подогреватель содержит корпус, трубчатые нагревательные элементы, опорные доски, токоподводы и токовые перемычки. В опорных досках дополнительно выполнены отверстия для прохода воздуха.4 ил.

Фиг.2

/

/5

(Hurt