Теплопередача в любых теплообменных аппаратах с разделенным движением нагревающего и нагреваемого тел зависит от скорости течения тел у раз делительной стенки, материала последней, разности температур и толщины слоя потока, влияющей на образование неподвийкного „пограничного (т.е. прилегающего к стенке) слоя, затрудняющего теплопередачу и зависящего от скорости движения, физических свойств тела и состояния поверхности стенки.
Обычно стремятся сообщить рабочим телам возможно большие скорости и уничтожить пограничный слой, не переходя при этом известного экономического предела, когда затрата мехайической энергии на преодоление трения тел о поверхность, стенок превысит все выгоды более интенсивной теплопередачи. Насколько важно это условие, noka3biBaeT тог факт, что огромное количество различных воздухоподогревателей с сильно развитой трубчатой, пластинчатой или ребристой поверхностью не привилось на практике из-за большого сопротивления проходу дымовых газов и образованию значительного .пограничного слоя, что вызывалось понижением скорости газов при проходе по длинным и УЗКИМ каналам и вело к низкому снижению теплоотдачи. Среди теплообменных при боров, имеющих повышенную скорость движения тела относительно стенки и
.(;оо , . . : - А .
почти полную ликвидацию „пограничного слоя, известны вращающиеся воздухоподогреватели. Предлагаемый воздухоподогреватель снабжен радиально расположенными сплющенными нагревательными трубками с плоской боковой поверхностью, укрепленными на полой оси, через которую к ним подводится воздух. Нагревательные трубки устанавливаются под углом к направлению проходящего через воздухоподогреватель потока горячих газов, вследствие чего ротор воздухоподогревателя получает вращение под действнем напора газового потока, создаваемого тяговыми и дутьевыми устройствами.
На чертеже фиг. 1 изображает продольный осевой разрез воздухоподогревателя и фиг. 2-его поперечный разрез.
В предлагаемом воздухоподогревателе воздух пропускается внутри сплющенных трубок 2, насаженных одним концом на вращающейся пустотелой оси / так, что их поверхности образуют с осью некоторый угол (угол атаки), что дает возможность трубкам при вращении оси действовать аналогично лопаткам вентилятора, пригоняя подводимые по трубе J2 газы вдоль оси /. Наружные концы трубок 2 заделаны в цилиндрический тонкостенный коллектор 4, вращающийся вместе с осью 7 и трубками 2.
Цилиндрический коллектор 4 заключается в сборную коробку-кожух 7, имегощую форму нагфавляющего аппарата
я вентилятора или центробежного насоса, переходящую в отводную трубу J6. Зазор между вращающимся коллектором 4 и неподвижной коробкой 7, а также между осью / и коллектором 4 перекрывается сальниковыми или лабиринтными уплотнениями 6. Подвод воздуха к полой оси 7 осуществляется через трубку 8, проходящую сквозь стенку трубы, подводящей теплоносящее тело (газы) и служащую подщипником для одного концй /; приэтом другой конец оси вращается в неподвижном подшипнике, установленном на кронщтейне 14. Для привода ротора один из концов оси 7 выводится из трубы J3a наружу и снабжается шкивом 75, зубчаткой и т. п. или же этот шкив или зубчатка еидят на валу внутри трубы 12, а цепь или передаточный вал входят туда сквозь специальные прорезы. Если поток теплоносителя имеет значительную скорость и давление, как например, выхлопные газы двигателей внутреннего горения, газы от камеры горения под давлением, нагретая вода и т. д., то ротор играет роль турбины, вращаемой давлением тела на лопатки-трубки 2, и одновременно центробежного насоса для воздуха, проходящего внутри трубок 2 почти без затраты какой-либо внешней механической силы, причем сопротивление прохождению теплоносителя не превышает сопротивления обычных подогревателей, а циркуляция нагреваемого воздуха совершается автоматически. Кругообразное движение радиальных трубок 2 плоского сечения в потоке теплоносящих газов с большой скоростью, достигаемой приводом ротора от электромотора, турбины или энергии потока большой скорости, дает резкое увеличение теплоотдачи за счет энергичных завихрений и высоких скоростей тела у стенки (по данным Форкауфа до б-15 раз), что в соединении с большой скоростью воздуха внутри трубки и чрезвычайно малой толщиной его слоя (0,2-3 мм) должно способствовать повышению производительности аппарата на единицу площади нагрева и уменьшения его размеров.
Для приведения воздухонагревателя во ар- щение надо затратить столько же меха ческоч энергии, как и на венти ass i fflsaees asaes
.:Г Д щ дй ц
лятор-дымосос той же прЬизводительнд;. сти, причем дымовые газы при выходе из котла не встречают сопротивления в виде узких трубок или каналов обычrtoro воздухонагревателя, в большийстбё случаев превышающего сопротивление остальной части котла и, следовательно для циркуляции дымовых газов нужТно меньше энергии, чем в существующих воздухоподогревателях. Сопротивление самого воздухоподогревателя прохождению газов превышает- сопротивление обычного лопастного вентилятора той же производительности на очень незначительную величину. Подвод нагретого воздуха в топку производится за счет того же вращения трубок, при котором они играют роль лопаток центробежного насоса для подогреваемого воздуха, так что потребность в каком-либо двигателе и вентиляторе для воздуха отпадает. Давление воздуха и разрежение в горения регулируются одновременно числом оборотов ротора воздухоподогревателя. Кроме того, предлагаемый воздухоподогреватель не может забиваться твердыми осадками из дь1мовых газой, что способствует снижению расходов Не обслуживанию. При обычной же устройстве воздухоподогревателя необходимо иметь для того же котла самый воздухоподогреватель значительной пбверхности и два вентилятора-один для дьшрвых газов, другой-для проведения во духа через воздухоподогреватель и подачи его в топку. Вентилятор для дымЬвых газо должен не только ГсовершатЪ работу по отводу газов из котла, но также и преодолевать сопротивление воздухоподогревателя, превосходящее do данным практики сопротивление остальной части котла более, чем в два разЬ.
Предмет изобретения.
Вращающийся воздухоподогреватель, отличающийся применением радиальньгх трубок 2 (фиг. 1) с плоской боковой поверхностью (сплющенных), установлеНд ных под углом к направлению потока газов, с целью вращения ротора под действием напора газового потока, создаваемого дутьевыми и тяговыми устройствами, полая ось 7 какового воздухопддогревателя служит для подвода воздух|1 к нагревательным трубкам-- r-j
- 5 а У - /- V
