ВОЗДУШНЫЙ ОТОПИТЕЛЬ
AIR HEATER

Изобретение относится к воздухонагревателям с принудительной циркуляцией воздуха, предназначенным для обогрева (отопления) жилых, служебных и производственных помещений, а также для разогрева двигателей внутреннего сгорания при эксплуатации их в условиях отрицательных температур окружающего воздуха.
Известны отопительные установки типа 015, 030, 0В65, 0В95 (см. Руководство по эксплуатации).
Известен также предпусковой подогреватель на газовом топливе по патенту №2138675 для использования на транспортном средстве в условиях низких температур для тепловой подготовки двигателя.
Недостатком этих устройств является невысокий КПД и низкая эффективность работы при изменении противодавления в выхлопном патрубке.
Известен также керосиновый обогреватель "К0-50" принятый за прототип (см. Интернет http://cnit.ssau.Ru/vertolet/mi8/pril_12_3.htm).
Недостатком известной конструкции является низкая полнота сгорания и невозможность изменения (регулирования) тепловой мощности потока.
Задачей, решаемой предлагаемым изобретением, является создание высокоэффективного воздушного отопителя (агрегата), обеспечивающего при устойчивом и полном сгорании топлива изменение мощности теплового потока с низкой эмиссией токсичных веществ.
Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в повышении надежности и тепловой мощности воздушного отопителя, возможности регулирования теплового потока, снижении вредных выбросов с отработавшими газами.
Технический результат достигается тем, что в воздушном отопителе, содержащем, расположенные в корпусе жаровую трубу с фронтовым устройством и отверстиями для подвода воздуха в ее полость, теплообменник, охватывающий жаровую трубу, выполненный в виде торового цилиндра с закрытыми торцевыми стенками и расположенный с образованием кольцевых каналов между корпусом и жаровой трубой, сообщенный с жаровой трубой на ее выходе и имеющий выхлопной патрубок на ее входе, корпус снабжен входным патрубком, который сообщен с источником подвода воздуха и патрубком выхода нагретого воздуха.
На фиг.1 приведена схема поперечного разреза предлагаемого воздушного отопителя.
На фиг.2 приведено сечение по А-А фиг.1.
Воздушный отопитель содержит корпус 1, жаровую трубу 2 с фронтовым устройством 3 и отверстиями 4 для подвода воздуха в ее полость, теплообменник 5, охватывающий жаровую трубу 2, выполненный в виде торового цилиндра с закрытыми торцевыми стенками 6, 7 и расположенный с образованием кольцевых каналов 8, 9 между корпусом 1 и жаровой трубой 2. Теплообменник 5 сообщен с жаровой трубой 2 на ее выходе патрубками 10 и имеет выхлопной патрубок 11 на ее входе. Корпус 1 снабжен входным патрубком 12 и патрубком выхода нагретого воздуха 13. В патрубке 12 может быть установлен вентилятор (на фиг.1 не показан), для подачи сжатого воздуха. Внутри (в полости) теплообменника 5 по окружности расположены трубки 14 с открытыми торцами 15, выступающими за торцевые стенки теплообменника 5.
Жаровая труба 2 снабжена охватывающим жаровую трубу на ее входном участке экраном 16 с горелочным устройством 17 и отверстиями 4, обеспечивающими для процесса горения подвод воздуха во внутреннюю полость 18 жаровой трубы 2. Образованная полость 19 между жаровой трубой 2 и охватывающей обечайкой-экраном 16 сообщена с каналом между жаровой трубой 2 и корпусом 1.
Воздушный отопитель снабжен также дополнительным кожухом 20 с выходным патрубком 21, охватывающим корпус 1 воздушного отопителя с патрубком выхода нагретого воздуха 13 с образованием кольцевого канала 22, сообщенного с дополнительным источником 23 подвода сжатого воздуха вентилятором (вентилятор на фиг.1 не показан), при этом патрубок выхода воздуха дополнительного кожуха 20 и выходной патрубок 13 основного нагретого воздуха воздушного отопителя установлены с образованием сужающе-расширяющегося канала 24.
Воздушный отопитель работает следующим образом.
При приведении воздушного отопителя в рабочее состояние (в действие) в жаровой трубе 2 происходит подготовка (подвод топлива в горелочное устройство, подача воздуха, смесеобразование) и воспламенение топливовоздушной смеси. Сжатый воздух от патрубка 12 через вентилятор поступает в воздушные каналы трубок 14, кольцевые каналы 8 и 9 между корпусом 1 и жаровой трубой 2 теплообменника 5, в котором происходит нагрев потока воздуха от стенок.
Далее часть нагретого воздуха поступает в полость 19 между жаровой трубой 2 и охватывающим ее экраном 16 (обечайкой), затем через фронтовое устройство 3 и отверстия 4 воздух поступает во внутреннюю полость 18 жаровой трубы 2, обеспечивая процесс горения топливовоздушной смеси с низкой эмиссией токсичных веществ. Высокотемпературные продукты горения из жаровой трубы проходят в теплообменник 5 через патрубки 10 и далее выходят через выхлопной патрубок 11.
Фронтовое устройство 3 с горелочным устройством 17 и геометрия жаровой трубы с отверстиями 4 (обеспечивающими для процесса горения подвод воздуха во внутреннюю полость 18 жаровой трубы 2) обеспечивают требуемое и равномерное распределение и подачу подогретого воздуха во внутреннюю полость жаровой трубы. Устойчивое и полное сгорание однородной топливовоздушной смеси повышает надежность пуска и осуществляется при коэффициенте избытка воздуха, способствующего низким уровням образования токсичных веществ.
Повышение тепловой мощности воздушного отопителя, а также возможности регулирования теплового потока достигается установкой дополнительного кожуха 20 с дополнительным источником подвода сжатого воздуха 23 и выходным патрубком 21.
Воздух от дополнительного источника подвода сжатого воздуха 23 поступает в кольцевой канал 22, частично нагревается и, пройдя сужающе-расширяющийся канал, выходит через патрубок 21. При регулировании расхода воздуха от дополнительного источника подвода сжатого воздуха 23 изменяется суммарная тепловая мощность воздушного отопителя.
Образованный дополнительным кожухом сужающе-расширяющийся канал 24 способствует эжекции из выходного патрубка 13 подогретого воздуха. В связи с тем, что весь воздушный поток от входного патрубка 12 проходит по кольцевым каналам 8, 9 и по трубкам 14, равномерно расположенным по окружности внутри (в полости) теплообменника 5, обеспечивается хороший теплосъем от стенок газоходов (воздушных каналов), при этом повышается теплопроизводительность воздушного отопителя.