Рекуператор Советский патент 1983 года по МПК F23L15/04 

(54) РЕКУПЕРАТОР

Изобретение относится к области теплоутилизационных устройств-рекуператоров, применяемых для нагрева воздуха и газа в нагревательных и термических печах различного назначения машиностроения и металлургии.

Известны трубчатые конвективные рекуператоры из гладких и петлеобразных труб, в которых воздух движется по трубам, концы которых заделаны в трубные доски коробов, а дым по перекрестной или перекрестно-противоточной схеме движется между трубами Cl

Однако данные рекуператоры сложны в изготовлении, громоздки, металлоемки, из-за неравномерности расширения, труб Tpe6ihoT особых компенсационных устройств, обладают относительно невысокой тепловой эффективностью.

Известен также рекуператор, содержащий газоход с поперечной перфорированной перегородкой и установленный за последней теплообменник, об-, разованный соосныг/ш тупиковыми трубами, внутренняя из которых выполнена перфорированной, а также перфорированную обечайку, охватыванядую теплообменник с образованием кольцевого

зазора, подключенного к газоотводящему патрубку С2 .

В известном рекуператоре весь объем дымовых газов натекает струями одновременно равномерно по всей площади поперечной перегородки и обечайки на поверхность тупиковой трубы,Использование тепла дымовых газов явно недостаточно, так как га10зы, натекающие на боковую поверхность наружной трубы, особенно в ее верхней части, отдают тепло воздуху в меньшей степени, чем дымовые азы, натекающие на днище трубы. Если

15 часть воздуха натекающая через отверстия днища перфорированной тупиковой трубы на днище, наружной трубы, эффективно нагревается не только в зоне натекания, но и далее по пути

20 в коллектор горячего воздуха, то нагрев части воздуха, натекающей на боковую поверхность наружной трубы, менее эффективен. Разность в температуре нагрева может составлять 50100 с. Учитывая, что боковая поверх25ность труб в несколько раз больше торцевой, эффективность такой схелвл явно недостаточна.

Кроме этого, поперечная перфори30рованная перегородка наиболее подвержена тепловым ударам, перегрузка при запуске печи, изменениях теплопроизводительности при лереходе с рабочего режима на режим холостого хода и т.д. Это предопределяет возн можные прогары, деформации перегородки. Однако в рассмотренном рекуператоре жесткое соединение перфорированных перегородки и обечайки не позволяет производить замену поперечной перегородки. Цель изобретения - повышение эффективности работы рекуператора. Указанная цель достигается тем, что поперечная перегородка установлена с примыканием к стенкам газохода и с образованием зазора с торцом обечайки, плотно соединенным с концом наружной трубы теплообменника, а соотношение суммарного проходного сечения перфорации перегородки и обечайки составляет 0,715Кроме того, поперечная перегород ка выполнена съемной, что позволяет повысить надежность работы рекуператора. На чертеже показана схема рекуператора. Устройство содержит газоход 1 с поперечной перфорированной перего родкой 2, которая устанавливается с примыканием к стенкам газохода 1 непосредственно на выступе 3 с возможностью замены. За перегородкой 2 по. ходу потока продуктов сгорания устанавливается теплообменник, образованный соосными тупиковыми трубами - внутренней перфорированной 4 и наружной сплошной 5. В газоходе 1 установлена перфорированная обечайка б, охватывающая теплообменник с образованием кольцевого зазора 7, подключенного к газоотводящему патр ку 8, Поперечная перегородка 2 уста новлена с зазором 9 относительно торца обечайки 6, плотно соединенного с концом наружной тупиковой трубы 5 теплообменника. Внутренняя перфорированная труба 4 верхним участком подключена К воздушному ко лектору 10. При работе рекуператора весь объем продуктов сгораьия, проходя через отверстия перегородки 2, нате кает струями на днище наружной тупи koвoй.трубы 5, а затем через отверстия обечайки б - на боковую поверх ность трубы 5. Далее из кольцевого зазора 7 продукты сгорания удаляютс из рекуператора через газоотводящий патрубок- 8. Таким образом, происходит двухступенчатое последовательно использование тепла продуктов сгорания. Воздух через отверстия внутренней перфорированной тупиковой трубы 4 ,, натекает струями на днище и боковую поверхность наружной тупиковой трубы 5, воспринимая тепло, отданное продуктами сгорания, и направляется в воздушный коллектор 10, откуда уходит в систему отопления печи. Соотношение между суммарными проходными сечениями перфорации поперечной перегородки 2 и обечайки 6 должно находиться в пределах 0,71,5, что является оптимальным для данной схемы двухступенчатого использования тепла продуктов сгорания в рекуператоре. При этом достигается максимальное значение температуры нагрева воздуха, составляющее 0,660,67 от температуры продуктов сгорания. При отклонении от оптимального диапазона температура нагрева воздуха снижается на 50-100°С. Возможность замены горизонтальной перфорированной перегородки без нарушения герметичности основной конструкции рекуператора позволяет продлить срок службы в 1,5-2 раза, что дает существенную экономию при изготовлении и эксплуатации рекуператоров подобного типа. Формула изобретения 1.Рекуператор, содержащий газоход с поперечной перфорированной перегородкой и установленный за последней теплообменник, образованный соосными тупиковыми трубами, внутреняя из которых выполнена перфорированной, а также перфорированную обечайку, охватывающую теплообменник с образованием кольцевого зазора, подключенного к газоотводящему патрубку, отличающийс я тем, что, с целью повышения эффективности,-поперечная перегородка установлена с примыканием к стенкам газохода и с образованием зазора с торцом обечайки, плотно соединенным с концом наружной трубы теплообменника, а соотношение суммарного проходного сечения перфорации перегородки и обечайки составляет 0,71,5. . 2. Рекуператор по п. 1, о т л ич ающийся тем, что, с целью повышения надежности, перегородка выполнена съемной. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Справочник конструктора печей прокатного производства. Под ред. Тымчака Б.М. М., Металлургия, 1970, т. 1, с. 554. 2.Крейнин Е.В. и др. Печные рекуператоры как средства повышения эффективности использования природного газа. Науч.-техн, обзор, ВНИИЭгазпром, М., 1978, с. 33, рис, 12Jopmuu воздух

JlpodyHTbi

ЧЪ

fO

/

/