Рекуператор Советский патент 1981 года по МПК F23L15/04 

(54) РЕКУПЕРАТОР Изобретение относится к теплообменным устройствам и может быть использовано, преимущественно, для высокотемпературного подогрева воздуха в печах машиностроения и металлургии. Известны рекуператоры, содержащие заглущенный с верхнего торца центральный канал для подачи горячих газов, вокруг которого установлена одна под другой соответственно радиационная и конвективная воздущиые кольцевые камеры, последовательно соединенные между собой 1. Однако в таких рекуператорах наблюдается недостаточная эффективность рекуперации тепла. Цель изобретения - повыщение эффективности рекуператора. Поставленная цель достигается тем, что камеры снабжены продольными кольцевыми перфорированными перегородками, разделяющими их на входной и выходной отсеки, а в канале для подачи горячих газов в зоне конвективной камеры дополнительно установлена перфорированная обечайка, примыкающая верхними и нижними краями соответственно к заглущейному верхнему торцу центрального канала и верхнему торцу радиационной камеры и образующая с конвективной камерой кольцевой зазор для отвода горячих газов из центрального канала, причем отношение суммарных проходных сечений перфораций в,перегородке конвективной камеры и обечайке составляет соответственно 0,6-5,0. Кроме того, по оси центрального канала в зоне радиационной камеры с образованием кольцевого зазора установлен полый цилиндр, диаметр которого составляет 0,6- 0,8 от диаметра центрального канала. На чертеже изображен рекуператор, общий вид. Рекуператор содержит заглушенный с верхнего торца центральный канал 1 для подачи горячих газов, вокруг которого установлена одна под другой соответственно радиационная 2 и конвективная 3 воздущные кольцевые камеры, последовательно соединенные между собой, причем камеры 2 и 3 снабжены продольными кольцевыми перфорированными перегородками 4, разделяющими камеры на входной 5 и выходной 6 отсеки, а в канале 1 для подачи горячих газов в зоне конвективной камеры 3 дополнительно установлена перфорированная обечайка 7, примыкающая верхними и нижними краями соответственно к заглушенному верхнему торцу центрального канала 1 и верхнему торцу радиационной камеры 2 и образующая с конвективной камерой 3 кольцевой зазор 8 для отвода горячих газов из центрального канала 1, причем отнощения суммарных проходных сечений перфораций в перегородке 4 конвективной камеры 3 и обечайке 7 составляет соответственно 0,6- 5,0, По оси центрального канала 1 в зоне. радиационной камеры 2 с образованием кольцевого з.азора установлен полый цилиндр 9, диаметр которого составляет 0,6-0,8 от диаметра центрального канала 1.

Рекуператор работает следующим образом.

Продукты горения, поступая в центральный канал 1, отдают тепло его стенкам и полому цилиндру 9. В зоне конвективной камеры продукты горения через перфорации обечайки 7 струйно натекают на теплообменную поверхность конвективной камеры 3 и удаляются через зазор 8.

Холодный воздух поступает во входной отсек 5 конвективной камеры и через перфорации перегородки 4 струйно натекает на теплообменную поверхность конвективной камеры 3, нагревается и через выходной отсек 6 выходит из конвективной камеры 3 и попадает во входной отсек 5 радиационной камеры 2. Из входного отсека 5 радиационной камеры воздух через перфорации перегородки 4 проходит в выходной отсек 6 радиационной камеры 2 и нагревается от теплообменной поверхности радиационной камеры.

Полый цилиндр 9, установленный в центральном канале 1 в зоне радиационной камеры, выполняет роль вторичного излучателя и увеличивает теплоотдачу со стороны продуктов горения.

При отношении диаметра цилиндра 9 к диаметру центрального канала, равном 0,6-0,8 наблюдается наибольшее увеличение теплового потока, получаемого за счет переизлучения.

При отношении суммарных проходных сечений перфораций в перегородке 4 конвективной камеры 3 и обечайке 7 больше 5,0 имеет место достаточно высокий нагрев воздуха, но значительно возрастает сопротивление тракта продуктов горения.

При отношении суммарных проходных сечений перфораций в перегородке конвективной камеры и обечайке, меньшем 0,6, вследствие малых значений сопротивления тракта продуктов горения, нагрев воздуха становится теплотехнически неэффективным.

При отношении суммарных проходных сечений перфораций в перегородке конвективной. камеры и обечайке, равном 0,6- 5,0 наблюдается достаточный нагрев воздуха при допустимом сопротивлении тракта продуктов горения.

Таким образом, в предлагаемом рекуператоре повышается эффективность рекуперации за счет струйного натекания воздуха в конвективной и радиационной камерах и продуктов горения на теплообменную поверхность и за счет установки вторичного излучателя в зоне радиационной камеры.

Формула изобретения

Рекуператор, содержащий заглушенный с верхнего торца центральный канал для подачи горячих газов, вокруг которого установлена одна под другой соответственно радиационная и конвективная воздушные кольцевые камеры, последовательно соединенные между собой, отличающийся тем, что, с

целью повышения эффективности, камеры снабжены продольными кольцевыми перфорированными перегородками, разделяющими их на входной и выходной отсеки, а в канале для подачи горячих газов в зоне конвективной камеры дополнительно установлена перфорированная обечайка, примыкающая верхним и нижним краями соответственно к заглушенному верхнему торцу центрального канала и верхнему торцу радиационной камеры и образующая с конвективной камерой кольцевой зазор для отвода горячих газов -из центрального канала, причем отношение суммарных проходных сечений, перфораций в перегородке конвективной камеры и обечайке составляет соответственно 0,6-5,0. 2. Рекуператор по п. 1, отличающийся

0 тем, что по оси центрального канала в зоне радиационной камеры с образованием кольцевого зазора установлен полый цилиндр, диаметр которого составляет 0,6-0,8 от диаметра центрального канала.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Тебеньков Б. П. Рекуператоры для промышленных печей, М., «Металлургия, 1975, с. 173, р. 87.

Продукты горения