Регенеративный подогреватель газа
REGENERATIVE GAS HEATER

Регенеративный подогреватель газа
Изобретение относится к теплотехнике, а именно к регенеративным подогревателям газа (РНГ) и может быть использовано при разработке регенеративных подогревателей газа для аэродинамических труб.
Известен кауперный нагреватель газа, принятый за прототип, у которого теплоаккумулирующая насадка выполнена в виде цилиндра, герметично уплотненного в корпусе у торца выхода газа, а теплоаккумулирующий элемент выполнен из тонкой металлической полосы в виде рулона с элементами дистанциирования слоев рулона друг от друга (патент на изобретение РФ №2251057, МПК F24H 7/02, 2003 г.).
Недостатком известного нагревателя газа является то, что с увеличением размеров насадки усложняется процесс изготовления и эксплуатации нагревателя, а с увеличением температуры разогрева насадки существенно возрастает гидравлическое сопротивление нагревателя при протекании через него газа, что ограничивает область его применения.
Задачей и техническим результатом настоящего изобретения является создание регенеративного подогревателя газа, позволяющего упростить его конструкцию, процесс изготовления и эксплуатации, улучшить технические характеристики.
Решение поставленной задачи и указанный технический результат достигаются тем, что в регенеративном подогревателе газа, содержащем насадку с теплоаккумулирующим элементом в виде одного или нескольких рулонов, в том числе, в виде одной или нескольких секций, рулон состоит из металлической полосы с элементами дистанцирования слоев рулона друг от друга, расположенным в газонепроницаемом по боковой поверхности кожухе, уплотненным в корпусе у торца выхода газа, полоса рулона содержит отверстия, расположенные на ее поверхности, а дистанцирующие элементы выполнены в виде лент либо с поперечными гофрами, либо с выступами на ее поверхностях, причем ленты располагаются между слоями рулона на некотором расстоянии друг от друга по оси насадки.
Теплоаккумулирующий элемент насадки может состоять из рулонов разного диаметра одной длины, расположенных внутри кожуха, при этом пространства между наружными поверхностями рулонов заполнены проницаемыми пористыми средами, также теплоаккумулирующий элемент насадки может быть выполнен из последовательно расположенных секций с различной пористостью, которая возрастает к торцу, из которого выходит газ.
Предлагаемые схемы регенеративного подогревателя газа приведены на фиг. 1-3.
Регенеративный подогреватель, приведенный на фиг. 1, содержит корпус 1, на внутренней поверхности которого расположены элементы теплоизоляции 1а, стержень 2, расположенный по оси нагревателя, теплоаккумулирующий элемент 3 насадки, упорную решетку 5 и цилиндрический газонепроницаемый кожух 4, уплотненный в корпусе у выхода газа с помощью уплотнения 6, систему разогрева теплоаккумулирующего элемента.
Теплоаккумулирующий элемент насадки выполнен из тонкой металлической полосы с размещенными на его поверхности (либо без них) отверстиями один конец которой скреплен со стержнем 2, в виде плотного рулона, скрученного вокруг стержня и установленного вместе с упорной решеткой 5 в кожухе 4. При необходимости повышенной пористости рулона (а, следовательно, его проницаемости) слои рулона дистанцируются друг от друга гофрированными поперек лентами или лентами с выступами на их поверхностях. Ленты расположены между слоями рулона на некотором расстоянии друг от друга по оси насадки.
Регенеративный подогреватель газа, приведенный на фиг. 2, содержит в кожухе 4 рулоны 7-9, аналогичные по конструкции рулонам фиг. 1, но различного диаметра. Пространство между цилиндрическими поверхностями рулонов (каналы 10-14) заполнено пористой средой в виде засыпки, путанки из проволоки, жгутов из проволоки или стержней, которые расположены вдоль оси насадки.
Регенеративный подогреватель газа, приведенный на фиг. 3, содержит в кожухе 4 несколько последовательно расположенных секций (3а, 3б, 3в) теплоаккумулирующего элемента с различной пористостью, которые по конструкции аналогичны теплоаккумулирующим элементам на фиг. 1 или фиг. 2, причем пористость в секциях увеличивается к торцу, из которого выходит газ.
Предложенные регенеративные подогреватели газа работают следующим образом. Включают систему разогрева теплоаккумулирующего элемента 3 и производят разогрев теплоаккумулирующей насадки до заданной температуры. Затем начинают пропускать газ через нагреватель. Проходя через теплоаккумулирующую насадку, газ принимает тепло от насадки и нагревается. Когда температура газа после насадки становится меньше минимально допустимой величины, подачу газа прекращают и производят очередной разогрев насадки.
Использование предлагаемого изобретения обеспечивает за счет изменений конструкции дистанцирующих элементов рулона в теплоаккумулирующей насадке, секционирования элементов насадки и использования секций с различной пористостью возможность упрощения конструкции подогревателя, улучшение его характеристик, упрощение изготовления и эксплуатации, увеличения его габаритов (следовательно, мощности) и, в итоге, расширение области его целесообразного применения.