Рекуператор Советский патент 1992 года по МПК F23L15/04 

Изобретение относится к устройствам рекуператоров и может быть использовано для нагрева воздуха в печах промпредпри- ятий.

Известен рекуператор, содержащий сборную и раздающую камеры, подключенные к ним и установленные в газоходе теп- лообменные элементы, каждый из которых образован тупиковой наружной и перфорированной внутренней трубами, размещенными соосно с образованием кольцевой и центральной полостей, последняя из которых разделена на отсеки продольной перегородкой.

Недостатками рекуператора являются низкая интенсивность теплообмена вследствие одноходового движения воздуха, а также низкая эксплуатационная надежность, так как теплообменные элементы вы- полнены из труб круглого сечения и вследствие лобового удара и заднего завихрения потока газов происходит перегрев лобовой и задней зон наружных труб.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является рекуператор, содержащий сборную и раздающую камеры, подключенные к ним и установленные в газоходе тепло- обменные элементы, каждый из которых включает тупиковую наружную трубу, выполненную в форме овала, разделенного продольной перегородкой, ориентированной вдоль его мапой оси, на подъемный м опускной отсеки, и установленные в последних с образованием зазора со стенками тру- бы перфорированные коллекторы с торцовыми заглушками.

Недостатком известного рекуператора является низкая интенсивность теплообмена из-за наличия сносящего потока нагретого воздуха в зазоре между коллекторами и наружной трубой, отклоняющего натекающие на поверхность последней струй холодного воздуха от перпендикулярного направления, что отрицательно влияет на интенсивность теплообмена.

Цель изобретения - повышение интенсивности теплообмена,

В рекуператоре, содержащем сборную и раздающую камеры, подключенные к ним и установленные в газоходе теплообменные элементы, каждый из которых включает тупиковую наружную трубу, выполненную в форме овала, разделенного продольной перегородкой, ориентированной вдоль его малой оси, на подъемный и опускной отсеки, и установленные в последних с образованием зазора со стенками трубы перфорированные коллекторы с торцовыми заглушками, перфорированные коллекторы выполнены

составными из установленных между собой с зазорами патрубков переменного сечения, при этом патрубки ориентированы большим сечением навстречу движению воздуха.

На фиг. 1 показан рекуператор, продольный разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - разрез Б-Б на фиг. 1.

Рекуператор содержит сборную 1 и раздающую 2 камеры, подключенные к ним и

установленные в газоходе теплообменные элементы, каждый из последних включает тупиковую наружную трубу 3, выполненную в форме овала, разделенного продольной перегородкой 4, ориентированной вдоль

малой оси, на подъемный 5 и опускной 6 отсеки. В последних установлены с образованием зазора 7 со стенками трубы 3 перфорированные коллекторы с торцовыми заглушками 8. Коллекторы выполнены составными из установленных между собой с зазорами 9 патрубков 10 переменного сечения, ориентированных большим сечением навстречу движению воздуха.

Рекуператор работает следующим образом.

Наружные трубы 3 теплообменных элементов находятся в газоходе и нагреваются за счет теплообмена с дымовыми газами, Холодный воздух из сборной камеры 1 направляется в перфорированные патрубки 10 опускного отсека 6, из которых множеством струй перпендикулярно натекает на стену наружной трубы 3. В результате теплообмена с последней струи воздуха частично подо:реваются и, поворачивая на 180о, поступают в зазоры 9 между патрубками 10, и движутся вниз к торцу трубы 3. Затем частично подогретый воздух попадает в патрубки 10 подъемного отсека 5, аналогичным

образом натекая на поверхность трубы 3, окончательно нагревается и по зазорам 9 поднимается в раздающую камеру 2, откуда направляется потребителю.

За счет выполнения перфорированных

коллекторов составными из установленных с зазорами 9 патрубков 10 обеспечивается отвод нагретого воздуха через зазоры, благодаря чему в зоне теплообмена воздуха со стенкой трубы 3, т. е. в зазоре 7, отсутствует

сносящий поток нагретого воздуха и гарантируется перпендикулярное натекание струй холодного воздуха на стенку трубы 3, характеризующееся максимальной интенсивностью теплообмена. Выполнение патрубков 10 с переменным сечением (и,

соответственно, зазоров 9) и их ориентация большим сечением навстречу движению воздуха необходимо для предотвращения увеличения размеров перфорированного

коллектора и аэродинамического сопротивления рекуператора, поскольку сечения патрубков 10 и-зазоров 9 изменяются пропорционально расходам проходящего через них воздуха.

Таким образом, рекуператор позволяет разделить потоки холодного и нагретого воздуха, так как для отвода последнего из зоны теплообмена используются зазоры между патрубками коллекторов. При этом отсутствует сносящий поток нагретого воздуха в зазоре между коллекторами и наружной трубой, тем самым обеспечивается перпендикулярное натекание струй холодного воздуха на поверхность последней с максимальной интенсивностью теплообмена. В данном рекуператоре интенсивность теплообмена повышается на 35-50%.

Формула изобретения Рекуператор, содержащий сборную и .раздающую камеры, подключенные к ним и установленные в газоходе теплообмена элементы,

каждый из которых включает тупиковую трубу с сечением в форме овала, разделенного продольной перегородкой, ориентированной вдоль его малой оси, на подъемный и опускной отсеки, и установленные в последних с образо0 ванием зазора со стенками трубы перфорированные коллекторы с торцовыми заглушками, отличающийся тем, что, с целью повышения интенсивности теплообмена, перфорированные коллекторы выполнены в виде

5 установленных между собой с зазором патрубков переменного сечения, ориентированных большим сечением навстречу движения воздуха.

Использование: для нагрева воздуха в печах промпредприятий. Сущность изобреЧ . x-r.tj JTTX-.,- тения: сборные и раздающие камеры рекуператора подключены к теплообменным элементам, включающим перфорированные коллекторы, по которым воздух подается на теплообменную поверхность. Коллекторы выполнены в виде установленных между собой с зазорами 9 патрубков 10 переменного сечения, ориентированных большим сечением навстречу потоку. Благодаря такому выполнению коллекторов обеспечивается отвод нагретого воздуха через упомянутые зазоры 9, а в зоне теплообмена воздуха со стенкой трубы 3 отсутствует сносящий поток и имеет место перпендикулярное нате- кание струй холодного воздуха на теплообменную поверхность. 3 ил, А-А . Ю 9 (Л с y«j лЗ&зт ссг.2ггг2Э ссх2 VJ о

фи&1

VA

ю73%

V

ъ

,

V;

Фиг.З