НАГРЕВАТЕЛЬ ПОТОКА ГАЗА Советский патент 1970 года по МПК F24H3/04 H05B3/30 

Изобретение относится к электротермии, а именно к электронодогреву газа.

Известны нагреватели потока газа, содержащие нагревательный элемент, выполненный в виде нескольких гофрированных лент из жаропрочного высокоомного сплава, навитых в виде спирали, гофры которых параллельны друг другу и потоку газа. Между каждыми двумя лентами располагаются плоские листы. Недостатком этих конструкций является невысокий коэффициент теплопередачи за счет ламинарного характера течения газа между плоскими и гофрированными листами. Некоторые нагреватели газового потока, например в виде спирали, имеют относительно малые поверхности теплообмена, что ограничивает их мощность, а также и расход газа.

В предлагаемом нагревателе меледу каждыми двумя гофрированными лентами, навитыми в виде спирали и имеющими гофры, параллельные друг другу и потоку газа, установлена дополнительная гофрированная лента, гофры которой расположены под некоторым углом к гофрам указанных лент, причем верщины гофр смежных лент касаются друг друга в точках. Это отличие позволяет увеличить коэффициент теплопередачи, повысить температуру пагрева газа, так как за счет расположения гофр смежных лент под углом

друг к другу характер течения газа между лентами становится турбулентным.

На фиг. 1 показан предлагаемый нагреватель; на фиг. 2 - в аксопометрии взаимное распологкение гофрированных лент.

В стальном цилиндрическом корпусе 1 установлен стальной стержень 2, на котором располол ены керамические втулки 3. В продольных пазах втулок установлены керамические изоляторы 4. Втулки имеют продольные выступы высотой hi. На продольные выступы втулок между изоляторами 4 навито несколько спиралей из гофрированных лент 5, 5 и 7 (количество лент может быть и большим).

Ленты изготовлены из жаропрочного сплава с высоким омическим сопротивлением. Размеры гофр, их шаг, высота и направление рассчитаны так, чтобы между лентами были образованы гарантированные кольцевые зазоры б.

Гофры ленты 5 и 7 расположены параллельно оси потока газа, а гофры ленты 6 - под некоторым углом, обеспечивающим пересечение гофр лент и их касание вершинами в точках. Ввиду того, что ленты, намотанные на меньших диаметрах, короче, чем ленты, намотанные на больших диаметрах, для обеспечения одинакового падения напряжения по длине спирали на всех лентах толщина лент разная - внутренние ленты тоньгладкими и закреплены при помощи клиньев 8 в пазах контактных колодок 9 и 10, расположенных на стержне 2 по концам спирали.

Колодка 9 электроизолирована от стержня 2 изолятором 11 и соединена с токопроводами 12 и 13. Токопровод 13 укреплен в корпусе / и изолирован от него изолятором 14.

Колодка 10 жестко соединена со стержнем 2, противоположный конец которого также жестко соединен с токопроводом 15. Последний укреплен во фланце 16 и изолирован от него изолятором 17. Втулки 3 и колодка 9 с изолятором 11 зафиксированы на стержне 2 гайкой 18.

Ленточная спираль, состоящая из лент 5, 6 и 7, изолирована снаружи керамическими втулками 19. Втулки 19 установлены в стальном экране 20, изолирующим полость спирали от корпуса 1.

Между внутренней поверхностью втулок 19 и лентой 7 образован кольцевой зазор, обеспечивающий тепловое расширение спирали. Между корпусом 1 и экраном 20 образован кольцевой канал, соединяющий входное отверстие 21 в корпусе с началом полости спирали. Конец полости спирали соединен с выходным отверстием 22.

Стержень 2 имеет калиброванный канал 23 и каналы 24, соединяющие начало полости спирали с полостью последних витков спирали. Последний виток спирали упирается через изоляторы 25 в ребра колодки 10.

Электроподогреватель работает следующим образом.

На токопроводы 13 и 15 подается заданный электрический ток, далее он поступает через токопровод 12 и стержень 2 на контактные колодки 9 VI 10 а через них на концы лент. Одновременно через отверстие 21 подается холодный газ, который проходит по кольцевому каналу между корпусом / и экраном 20 и поступает в начало полости спирали.

Газ, проходя между гофрами лент 5, 5 и 7, нагревается и через отверстие 22 выпускается в аэродинамическую установку. Предлагаемая конструкция обеспечивает минимальный температурный перепад Д/ 100-200°С между насадкой и газом, что позволяет получить температуру газа до 1100°С при давлении ати.

Предмет изобретения

Нагреватель потока газа, содержащий нагревательный элемент, выполненный в виде нескольких гофрированных лент из жаропрочного высокоомного сплава, навитых в виде спирали, гофры которых параллельны друг другу и потоку газа, отличающийся тем, что, с целью улучшения теплопередачи, между двумя лентами установлена дополнительная

гофрированная лента, гофры которой расположены под некоторым углом к гофрам указанных лент, причем вершины гофр с межных лент касаются друг друга в точках.

22

/5

25

Фиг..2