Теплогенератор с трубчатым теплообменником

Теплогенератор с трубчатым теплообменником

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Теплогенератор, используется для генерации тепла, работающий на жидком или газообразном топливе.

Изобретение относится к теплотехнике, к теплогенерирующим устройствам и может быть использовано в хлебопекарных печах, зерновых сушилках, в окрасочно-сушильных камерах, а также в климатических установках для обогрева помещений.

Имеется рекуперативный теплообменник, содержащий корпус с противоположно расположенными подводящим и отводящим коробами греющего газа и размещенный в корпусе на валу ротор в виде группы труб, подключенных с возможностью вращения к раздающей и собирающей кольцевым камерам нагреваемой среды, установленным между подводящим и отводящим коробами греющей среды и снабженным соосными с валом подающими и отводящими патрубками, отличающийся тем, что каждая труба вращающегося ротора вмонтирована с зазором в кожух в форме полуцилиндра, переходящего в пустотелую призму, открытую со стороны, обращенной навстречу потоку газа, и имеющий выходное щелевидное отверстие по образующей цилиндра с расширяющейся насадкой, причем степень отдачи тепла от газа к жидкости регулируют шириной стенок призмы, являющихся продолжением стенок полуцилиндра кожуха.

патент 2127852, F23L 15/02

Недостатки патента: 1. Инерционность регулирования - сложность кинематической схемы. 2. Отсутствие регулирования угла выхода газа из трубы. 3. Сложность поддержания адиабатного процесса.

Известен рекуперативный теплообменник, включающий условно горячий и условно холодный тракты, подключенные по схеме противотока, и размещенные в них пористые вставки, а также входные и выходные коллекторы, отличающийся тем, что один его тракт выполнен в виде набора автономных однотипных герметичных плоских ампул, разделенных между собой одинаковыми зазорами, образующими второй его тракт, а пористые вставки этих трактов имеют одинаковые размеры по периметру, причем толщины этих вставок, определяемые техническим заданием и теплогидравлическим расчетом устройства, полностью заполняют высоту каналов трактов с теплоидеальным контактом с их поверхностью, при этом вставки одного из трактов установлены в ампулах с образованием с их стенками входных и выходных внутри ампульных щелевых коллекторов, подключенных соответственно к входному и выходному коллекторам теплообменника, поверхность теплопередачи которого, образованная набором его ампул, не совмещена с поверхностью теплообмена теплоносителей, которые обмениваются теплом с пористыми поверхностями теплопроводных каркасов пористых вставок его каналов трактов.

патент 2080537, F28D9/00

Недостаток теплообменника - необходимость в устройстве для перемещения сред.

Наиболее близким является конструкция теплогенератора, содержащего топливный узел, кольцевую камеру сгорания с перфорированными стенками, прикрепленную торцом к валу для обеспечения вращения и снабжения по периферии венцом перфорированных лопаток вентилятора, имеющего входные патрубки двустороннего всасывания с направляющими лопатками, отличающийся тем, что с целью упрощения его конструкции и обеспечения возможности работы на газообразном топливе топливный узел выполнен в виде коллектора с отверстиями и запальником, заключенного в трубу, а камера сгорания имеет отверстие под эту трубу на торце, противоположном валу.

А.С. СССР №1216601, опубл. 07.03.1986 г.

Недостатки прототипа:

1. Конструкция генератора не позволяет использовать серийно выпускаемые горелки.

2. Предлагаемая к использованию в теплогенераторе горелка не имеет систем автоматического регулирования процессов горения.

3. Горелка расположена внутри теплогенератора - это затрудняет ее обслуживание и ремонт, так как необходим монтаж/демонтаж корпуса теплогенератора.

4. Предлагаемая конструкция может использовать только газообразное топливо.

5. Отсутствует возможность изоляции топочных газов от нагреваемого воздуха.

В основу настоящего изобретения положена задача уменьшения весогабаритных показателей устройства и повышения эффективности теплоотдачи.

Поставленная задача решена следующим образом.

Теплогенератор, содержащий камеру сгорания, размещенную по его оси внутри ротора, установленного на подшипниках, приводимого во вращение электродвигателем и снабженного лопастями для образования роторного вентилятора, содержит две торцевые камеры - переднюю и заднюю, и двухзаходные трубки, через которые проходит газ, выполненные в виде упомянутых лопастей роторного вентилятора, собранные в единый пакет по кругу и разделенные между собой одинаковыми зазорами, а газ из камеры сгорания поступает сначала в заднюю камеру, а потом через трубки первого захода - в переднюю и далее в трубки второго захода.

Новые существенные признаки:

1. Камера сгорания совмещена по оси с теплогенератором и является частью его конструкции.

2. Трубки теплогенератора выполнены в виде лопастей роторного вентилятора.

3. Совмещение функций теплогенератора и роторного вентилятора позволяет интенсифицировать теплообмен и улучшить массогабаритные показатели теплогенератора в целом.

4. Конструкция теплогенератора позволяет использовать различные виды топлив (жидкие и газообразные), а также различные типы серийно выпускаемых горелок.

5. Топочные газы в данной конструкции теплогенератора изолированы от нагреваемого воздуха.

Перечисленные новые существенные признаки в совокупности с известными обеспечивают получение технического результата во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правовой охраны.

Получение технического результата заключается в увеличении коэффициента теплопередачи от газа к воздуху, в уменьшении массогабаритных показателей теплогенератора, возможности использования различных видов топлив и изоляции топочных газов от нагреваемого воздуха.

Технический результат достигается тем, что коэффициент теплопередачи увеличивается за счет вращения теплообменной части теплогенерирующего устройства, при этом создается интенсивный теплообмен за счет воздушного потока передающего тепло к месту его использования с помощью лопастей (теплообменных трубок).

Работа устройства осуществляется следующим образом. На фиг. 1 и 2 изображена схема устройства, реализующего способ, в разрезах.

Перечень позиций на чертежах:

1 - торцевая камера

2 - горелка

3 - трубки второго захода

4 - трубки первого захода

5 - камера сгорания

6 - задняя торцевая камера

7 - электровентилятор-дымосос

8, 9 - подшипниковая опора

10 - электродвигатель

Горелка 2 подает смесь топлива и воздуха, которая сгорает в камере сгорания 5, продукт горения проходит из задней торцевой камеры 6 в трубки первого захода 4, далее проходит в переднюю торцевую камеру 1 и трубки второго захода 3, тем самым отдавая максимально тепло металлу. Продукты горения отсасываются электровентилятором-дымососом 7 и выходят из теплогенератора. Электродвигатель 10 приводит во вращение теплогенератор, который передает с поверхности трубок 3 и 4 и камеры сгорания 5 теплоту воздуху, циркулирующий под воздействием вращающегося теплогенератора по испрашиваемому объему, который необходимо нагреть. Трубки второго захода 3 и трубки первого захода 4 выполняют роль вентилятора.

Теплогенератор, содержащий камеру сгорания, размещенную по его оси внутри ротора, установленного на подшипниках, приводимого во вращение электродвигателем и снабженного лопастями для образования роторного вентилятора, отличающийся тем, что содержит две торцевые камеры - переднюю и заднюю, и двухзаходные трубки, через которые проходит газ, выполненные в виде упомянутых лопастей роторного вентилятора, собранные в единый пакет по кругу и разделенные между собой одинаковыми зазорами, а газ из камеры сгорания поступает сначала в заднюю камеру, а потом через трубки первого захода - в переднюю и далее - в трубки второго захода.