Устройство для нагрева газообразной среды Советский патент 1992 года по МПК F24H3/00 

Изобретение относится к области теплогенераторов и может быть использовано для обогрева бытовых помещений, промышленных объектов и для технологических нужд на промышленных предприятиях.

Известно устройство для нагрева газообразной среды с использованием тепла атмосферного воздуха при применении тепловых насосов, объединяющих центробежные компрессоры и центростремительные турбины.

Известное устройство имеет недостаток вследствие того, что центробежный компрессор, сжимая атмосферный воздух и повышая его температуру, направляет нагретый воздух под давлением и тепловыделяющие агрегаты, располагающиеся в помещениях и загромождающие последние, чем затрудняется их применение при отсутствии достаточной площади в помещении.

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для нагрева газообразной среды, содержащее соединенные последовательно между собой перепускным патрубком входной и выходной нагнетатели, в первом из которых среда подогревается за счет сжатия воздуха, а потом забирается из него вторым нагнетателем и окончательно подогревается в нем также сжатием.

Недостатком является то. что среда-воздух при расширении переохлаждается, так как не предусмотрены меры для предотвращения такого переохлаждения. Поэтому при пониженной температуре атмосферного воздуха в первом нагнетателе происходит конденсация влаги вплоть до появления частиц льда. Также происходит конденсация влаги на поверхности нагнетателя вплоть до его обмерзания. Кроме того, работа устройства не экономична в виде подогрева воздуха за счет сжатия в первом нагнетателе, что требует значительных затрат энергии.

Целью изобретения является создание устройства для подогрева воздуха за счет атмосферного воздуха простого по конструкции и надежного в работе, в котором исключается выпадение осадка в виде часЯ

СО

СО

ел

тичек льда из нагреваемого воздуха и, у которого не будет конденсации воды из атмосферного воздуха на теплоприемном элементе.

На чертеже схематично показано предлагаемое устройство.

Устройство для нагрева газообразной среды-воздуха содержит соединенные последовательно между собой перепускным патрубком 1 входной и выходной нагнетатели 2 и 3 и цилиндр 4 регулирования степени расширения с регулировочным поршнем 5, подключенный перепускному патрубку 1, причем входной нагнетатель 2 и цилиндр 4 снабжены наружным оребрением, а выходной нагнетатель 3 - теплоизоляцией. Устройство снабжено коленчатым валом 6 с крипошипами 7 и 8, а нагнетатели выполнены в виде цилиндров 9 и 10 с помещенными в нем поршнями 11 и 12, связанными своими шатунами 13 с упомянутыми кривошипами 7 и 8, при этом кривошип 7 нагнетателя 2 по длине меньше кривошипа 8 нагнетателя 3. а поршень 12 последнего по площади меньше поршня 11 входного нагнетателя 2. Коленчатый вал б подсоединен к приводу 14. В крышке нагнетателя 3 имеется обратный клапан 15, прижимаемый пружиной 16, помещенной в чехле 17, и перепускной клапан 18, закрывающий отверстие перепускного патрубка 1. Поршень 5 снабжен резьбовым штоком 19. имеющим маховичок 20.

К перепускному патрубку 1 подключен впускной патрубок 21 с впускным патрубком 22. На крышке нагнетателя 3 имеется выпускной патрубок 23.

Устройство работает следующим образом.

При движении поршня 11 вниз к нижней мертвой точке вначале открыт впускной клапан 22 и через впускной патрубок 21 в цилиндр начинает поступать холодный атмосферный воздух, а когда в цилиндр 9 поступает необходимое количество воздуха, то впускной клапан 22 закрывается, а параметры воздуха в цилиндре 9 в это время соответствуют атмосферному воздуху. Затем в цилиндре 9 начинается медленное расширение воздуха без уменьшения температуры, потому что при незначительном снижении температуры этого воздуха ему будет отдаваться тепло стенками и крышкой цилиндра 9. Также тепло отдается через поверхности цилиндра 4. После завершения расширения открывается впускной клапан 18, а поршень 11 цилиндра 9 движется вверх, что приводит к перемещению воздуха в цилиндре 10 поршень 12. в котором в

это время перемещается к нижней мертвой точке.

После заполнения цилиндра 10 воздухом закрывается клапан 18 и поршень 12

начинает двигаться вверх, при этом движении в цилиндре 10 происходит нагрев воздуха сжатием и, когда давление последнего возрастет и он сможет преодолеть усилие обратного клапана 15, последний открыва0 ется и нагретый воздух выходит через выпускной патрубок 23 и подается в помещение на отопление вентиляцией или к другому потребителю. Для обеспечения соответствующей степени расширения в устройстве

5 предусмотрен цилиндр регулирования степени расширения 4, изменение которой осу- ществляется перемещением регулировочного поршня 5 в соответствующее положение поворотом резьбового што0 ка 19, а степень сжатия цилиндра 10 регулируется автоматически обратным клапаном 15.

В устройстве для подогрева воздуха не будет выпадения осадка из нагреваемого

5 воздуха, так как при изотермическом расширении последнего в цилиндре 9 с подводом тепла через его поверхность происходит испарение влаги, если она будет находиться в воздухе. Это устройство также

0 не будет способствовать конденсации влаги из воздуха в его цилиндре 9 при режиме работы последнего при температуре наружной поверхности, близкой к температуре атмосферного воздуха.

5 Фор мула изобретения

1. Устройство для нагрева газообразной среды, содержащее соединенные последовательно между собой перепускным патрубком входной и выходной нагнетатели, о т л и0 чающееся тем, что, с целью повышения экономичности и предотвращения конденсации содержащейся в газообразной среде влаги, он дополнительно содержит цилиндр регулирования степени расширения с регу5 лировочным поршнем, подключенный к перепускному патрубку, при этом входной нагнетатель и упомянутый цилиндр снабжены наружным оребрением, а входной нагнетатель - теплоизоляцией.

0 2, Устройство по п. 1,отличающее- с я тем, что оно снабжено коленчатым валом с кривошипами, смещенными друг относительно друга на 180°, а нагнетатели выполнены в виде цилиндров с помещенны5 ми внутри поршнями, связанными своими шатунами с упомянутыми кривошипами коленчатого вала, при этом кривошип входного нагнетателя по длине меньше кривошипа выходного а поршень последнего по площади меньше поршня входного нагнетателя.

21 Ц

Использование: для подогрева воздуха (В). При движении поршня (П) 11 вниз открыт клапан (К) 22 и 8 цилиндр (Ц) 9 поступает атмосферный В, а когда в Ц 9 поступит заданное количество В, К 22 закрывается. Затем в Ц 9 начинается медленное расширение В без уменьшения температуры, т.к. через поверхности Ц 9 и Ц 4 к В внутри них подводится тепло от атмосферного В. После завершения открывается К 18, а П 11 Ц 9 движется вверх, перемещая ВвЦЮ, П12 которого движется вниз. После заполнения Ц 10 В закрывается К 18, а П 12 начинает двигаться вверх, сжимая и нагревая В. По достижении П 12 верхней точки открывается К 15 и нагретый В подается потребителю. 1 з.п.ф-лы, 1 ил.