ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ

Полезная модель относится к нагревательному оборудованию, конкретно к воздухонагревателям.
Известен нагреватель воздуха, в виде печи-калорифера с дымоходной трубой. В корпусе печи-калорифера размещены камера сгорания, камера дожигания и камера нагрева воздуха, расположенная коаксиально камере сгорания и снабженная входными и выходными отверстиями, см. RU №2056013, М. кл. F 24 Н 3/00, 92 г.
Недостатком этого устройства является высокая стоимость изготовления и недостаточная эффективность теплообмена между продуктами сгорания и нагреваемым воздухом, что обусловлено наружным расположением трубок теплообменника.
Известна также конструкция газового воздухонагревателя, нагрев воздуха в котором осуществляется его смешиванием с горячими газообразными продуктами сгорания, см., патент RU №2137051 F 24 H 3/00, 97 г.
Этот воздухонагреватель загрязняет нагреваемый воздух и имеет ограниченную область применения.
Прототипом полезной модели является воздухонагреватель, содержащий вертикальный цилиндрический корпус с патрубком отвода продуктов сгорания, цилиндрический теплообменник с центральным концентричным воздушным каналом, подключенный к нагнетателю воздуха, а также кольцевую камеру сгорания с горелочным устройством, см. пат RU №2216696, F 24 H 3/00, 2002 г.
Недостатком этого устройства является невысокая эффективность, высокая стоимость изготовления и значительные эксплутационные затраты, обусловленные сложностью конструкции.
Технической задачей, решаемой полезной моделью является повышение надежности и эффективности воздухонагревателя.
Решение указанной задачи обеспечено тем, что воздухонагреватель, содержащий вертикальный
цилиндрический корпус с патрубком отвода продуктов сгорания, цилиндрический теплообменник с центральным концентричным воздушным каналом, подключенный к нагнетателю воздуха, а также кольцевую камеру сгорания с горелочным устройством, согласно полезной модели, теплообменник выполнен в виде двух концентричных трубных обечаек с верхним кольцевым днищем и турбулизатором, размещенным в пространстве между обечайками, причем нижняя часть наружной трубной обечайки выполнена с цилиндрическим расширением, сопряженным с остальной частью этой обечайки посредством переходного конусного участка в виде конфузора, при этом в цилиндрическом расширении выполнена кольцевая в плане, спиральная вихревая камера сгорания, образованная стенками концентричных трубных обечаек и спиральной полосой, закрепленной между ними, причем по кольцевой оси упомянутой спиральной камеры сгорания закреплена плавно изогнутая вертикальная пластина в виде направляющей, установленной напротив горелочного устройства, выполненного в виде газовоздушной горелки, ориентированной тангенциально к окружностям стенок камеры сгорания, при этом патрубок отвода продуктов сгорания соединен пространством теплообменника и расположен в его верхней части.
В предпочтительных вариантах выполнения, турбулизатор выполнен в виде спиральной полосы, закрепленной по высоте трубных обечаек; нагнетатель воздуха выполнен в виде вентилятора со средством регулирования производительности.
Полезная модель иллюстрируется чертежами, где:
На фиг.1 изображен общий вид воздухонагревателя (вид спереди):
на фиг.2 - то же (вид сверху);
на фиг.3 - общий вид теплообменника (вид спереди);
на фиг.4 - сечение А-А фиг.3.
Воздухонагреватель состоит из вертикального цилиндрического корпуса 1, теплообменника в виде концентричных трубных обечаек 2 и 3 с верхним кольцевым днищем 4 и патрубком 5 для отвода продуктов сгорания. Между трубными обечайками 2 и 3 размещен турбулизатор, выполненный в виде спиральной полосы 6, закрепленной по высоте трубных обечаек 2 и 3. В центральной части теплообменника расположен воздушный канал 7, подключенный к воздухонагнетателю 8, выполненного в виде вентилятора со средством для регулирования его производительности (условно не показано). В нижней части наружной трубной обечайки 2 выполнено цилиндрическое расширение 9, сопряженное с остальной частью этой обечайки посредством переходного конусного участка 10 в виде конфузора. В цилиндрическом расширении 9 выполнена кольцевая в плане, спиральная вихревая камера сгорания 11, образованная стенками концентричных
трубных обечаек 2 и 3 и спиральной полосой 12, закрепленной между ними. По кольцевой оси камеры сгорания 11 закреплена вертикальная направляющая пластина 13, которая плавно изогнута по оси этой камеры. Направляющая пластина 13 установлена напротив горелочного устройства в виде газовоздушной горелки 14. Ось газовоздушной горелки 14 расположена тангенциально к окружностям стенок камеры сгорания 11.
Работа воздухонагревателя осуществляется следующим образом. При включении нагнетателя 8 подогреваемый воздух движется по центральному каналу 7, нагреваясь от стенок теплообменника. В спиральной вихревой камере сгорания 11 теплообменника при сжигании газа из горелки 14, продукты сгорания закручиваются в вихрь, который при прохождении конического участка 10 (конфузора) - ускоряется. Далее продукты сгорания движутся по винтовой траектории в пространстве между обечайками 2 и 3 и межвитковому пространству спиральной полосы 6, нагревая стенки теплообменника, который нагревает поток воздуха, движущегося по центральному каналу 7. За счет обеспечения винтовой траектории движения продуктов сгорания значительно повышается эффективность теплообменника. Повышение эффективности обеспечено также выполнением нагнетателя воздуха 8 в виде вентилятора со средством регулирования его производительности, что обеспечивает возможность регулирования оптимальной (с точки зрения КПД) подачи воздуха в канал 7, в соответствие с подачей воздуха и газа в газовоздушную горелку 14.