ВОЗДУХОНАГРЕВАТЕЛЬ РЕКУПЕРАТИВНЫЙ РЕВОЛЬВЕРНОГО ТИПА
RECUPERATIVE AIR HEATER OF REVOLVING TYPE

Изобретение относится к устройствам для обогрева и вентиляции воздуха и применяется для обогрева и вентиляции производственных и бытовых помещений, а также в качестве передвижных установок.
Известен воздухоподогреватель, содержащий обечайку с патрубками для входа и выхода воздуха, расположенную внутри обечайки топку с горелочным устройством и дымовой трубой, конвективную часть, выполненную в виде труб, соединенных с торцов коллекторами (п. РФ №2126942). Топка соединена с дымовой трубой, выполненной в виде трех горизонтально установленных труб, соединенных двойными отводами. Трубы дымового канала снабжены продольными ребрами, а вокруг каждой трубы размещена гофрированная сетка. Конвективная часть выполнена в виде соединенных с коллекторами труб с внутренними перегородками, расположенных параллельно воздушному потоку. Конвективная часть выполнена отдельно от топки с дымовой трубой.
Конструктивное расположение топки с дымовой трубой и конвективной части таково, что устройство растянуто по горизонтали и имеет большие габариты. Расположение труб конвективной части параллельно воздушному потоку приводит к созданию ламинарного потока нагреваемого воздуха, что значительно снижает коэффициент теплоотдачи. Выполнение внутри плоских каналов перегородок, а снаружи дымовой трубы гофрированной сетки увеличивает турбулентность потока и приводит к увеличению теплоотдачи, но при этом значительно усложняется вся конструкция и увеличивается трудоемкость изготовления.
Известен воздухоподогреватель, выбранный в качестве прототипа, содержащий корпус цилиндрической формы с патрубками для входа и выхода воздуха, камеру горения в виде цилиндрического стакана с теплообменником, выполненным из труб, установленных в коллекторах и расположенных параллельно цилиндрической поверхности камеры горения и дымовую трубу, между корпусом и камерой горения установлены поперечные перегородки, входной коллектор соединен с камерой горения, а выходной коллектор расположен с противоположной стороны и соединен с дымовой трубой (патент на изобретение РФ №2296270). Воздухоподогреватель не обеспечивает достаточного нагрева воздуха при работе в условиях низких температур, а образования конденсата и его последующее возможное замерзание, препятствует нормальной работе устройства.
Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности нагрева теплоносителя и надежности работы воздухонагревателя в условиях применения при низких температурах окружающего воздуха.
Задача решается за счет того, что в воздухонагревателе рекуперативном револьверного типа, содержащем корпус цилиндрической формы с патрубками для входа и выхода воздуха, камеру горения в виде цилиндрического стакана с теплообменником, выполненным из труб, установленных в коллекторах и расположенных параллельно поверхности цилиндрической камеры горения, и дымовую трубу, между корпусом и камерой горения установлены поперечные перегородки, входной коллектор соединен с камерой горения, а выходной коллектор расположен с противоположной стороны и соединен с дымовой трубой, согласно изобретению, в трубах теплообменника установлены турбулизаторы, выполненные в виде изогнутых лент, а выходной коллектор снабжен патрубком слива конденсата, расположенным внутри патрубка обогрева конденсата, соединенного с патрубком выходного воздуховода с нагретым воздухом.
Поперечные перегородки выполнены в виде полуколец, охватывающих камеру горения и разнесенных вдоль камеры горения, при этом они развернуты друг относительно друга на угол, по меньшей мере, 180°С и связаны между собой продольными перегородками.
Технический результат достигается благодаря таким конструктивным особенностям, как: наличие патрубка слива конденсата, расположенного непосредственно в патрубке обогрева конденсата, соединенного с выходным воздуховодом, а также наличие турбулизаторов внутри теплообменных труб, что и обеспечивает повышение эффективности и надежности съема тепла теплоносителем воздухонагревателя при использовании его при низких температурах окружающего воздуха.
За счет расположения труб параллельно цилиндрической поверхности камеры горения, а также наличия поперечных перегородок, выполненных в виде полуколец, разнесенных вдоль камеры горения и повернутых друг относительно друга на угол, по меньшей мере, 180°, и связанных продольными перегородками, приводит к тому, что нагреваемый воздух движется по спирали, омывая все трубы теплообменника, что увеличивает коэффициент теплоотдачи, так как происходит смена режима движения воздуха с ламинарного на турбулентный, т.е. происходит интенсивное перемешивание слоев нагретого и холодного воздуха.
Наличие турбулизаторов внутри труб, выполненных в виде изогнутых лент, еще более увеличивают передачу тепла воздушной массе, т.е. эффективность теплоотдачи повышается за счет интенсивного перемешивания нагретого газа внутри труб. Образующийся конденсат в виде жидкости, при работе в климатических условиях с низкими температурами, склонен к замерзанию. Снабжение выходного коллектора патрубком слива конденсата, расположенным внутри патрубка обогрева конденсата, соединенного с выходным воздуховодом с нагретым воздухом, приводит к решению данной проблемы, т.е. появилась возможность использовать данные воздухонагреватели при работе окружающей среды с низкими температурами.
Приведенные выше отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому изобретение соответствует критерию «новизна».
Патентные исследования показали, что в изученном уровне техники отсутствуют аналогичные технические решения, т.е. заявляемое техническое решение не следует явным образом из изученного уровня техники и, таким образом, соответствует критерию «изобретательский уровень».
Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».
Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 представлен общий вид воздухонагревателя; на фиг.2 - схематично показано выполнение внутренней части; на фиг.3 - сечение А-А на фиг.2.
Воздухонагреватель рекуперативный револьверного типа содержит корпус 1, камеру горения 2, выполненную в виде цилиндрического стакана, расположенные снаружи корпуса 1 горелку (не показана), вентилятор с электродвигателем 3, дымовую трубу 4. Внутри корпуса 1 со стороны горелки примыкает входной коллектор 5, а со стороны дымовой трубы 4 - выходной коллектор 6. Вокруг камеры горения 2 параллельно ее поверхности посредством трубных решеток 7 и поперечных перегородок 8, расположены теплообменные трубы 9 с турбулизаторами 10 внутри, в виде изогнутых лент. Поперечные перегородки 8 выполнены в виде полуколец, разнесенных вдоль камеры горения 2 и развернутых друг относительно друга на угол, по меньшей мере, 180°. Поперечные перегородки 8 соединены между собой продольными перегородками 11. Входной коллектор 5 соединен с камерой горения 2 посредством трубной решетки 7 и имеет фланец (не показан) для соединения с корпусом 1 и отверстие для установки горелки. Выходной коллектор 6 крепится к корпусу 1 также посредством второй трубной решетки 7 и фланца (не показан) и включает дымовую трубу 4 и патрубок слива 12, расположенный внутри патрубка обогрева конденсата 13. Входной воздуховод 14 соединен с вентилятором с электродвигателем 5. Выходной воздуховод 15 расположен на корпусе 1 со стороны входного коллектора 5 и содержит патрубок отбора теплого воздуха 16, соединенный посредством гибкого шланга 17 с патрубком обогрева конденсата 13.
Устройство работает следующим образом.
Продукты сгорания - дымовые газы - поступают в камеру горения 2 через входной коллектор 5 в теплообменные трубы 9 и через выходной коллектор 6 в дымовую трубу 4. Холодный воздух по входному воздуховоду 14 поступает в пространство между корпусом 1 и камерой горения 2. Омывая трубы 9 и огибая поперечные перегородки 8, связанные продольными перегородками 11, воздух, двигаясь по спирали, нагревается и выходит через выходной воздуховод 15. В образующемся турбулентном потоке осуществляется интенсивный перенос тепла между воздушной средой и стенками нагревательных элементов.
Дымовые газы, дойдя до торцевой стенки камеры горения 2, возвращаются обратно и через входной коллектор 5, трубы 9, выходной коллектор 6 поступают в дымовую трубу 4. При такой схеме движения происходит дожигание газов в камере горения 2, что также повышает эффективность сгорания газов, а значит и повышает эффективность теплоотдачи.
Предлагаемая установка благодаря описанным выше конструктивным особенностям, позволит увеличить эффективность теплообмена при работе воздухонагревателя, особенно при низких температурах окружающей среды. Воздухонагреватель обеспечивает нагрев воздуха до температуры от 90-200°С. Воздухоподогреватель экономичен, надежен и удобен в эксплуатации. Так как корпус круглой формы, то допускается установка воздухонагревателя с ориентацией входных и выходных фланцев по мере необходимости.