Теплообменное устройство

Полезная модель относится к теплотехнике, к устройствам для автономного обогрева и вентиляции воздуха. Может использоваться в качестве теплообменного устройства для генератора горячего воздуха. Может быть применимо для обогрева производственных помещений, в том числе для обогрева производственных помещений, находящихся в непосредственной близости от скважин,где в качестве топлива возможно использование как газа, так и жидкого топлива.
Известен воздухонагреватель рекуперативный револьверного типа по патенту РФ на изобретение №2520274, F23L15/04, 2014. Воздухонагреватель содержит 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. Входной коллектор соединен с камерой горения, а выходной коллектор расположен с противоположной стороны, и соединен с дымовой трубой. Недостатком является образование нагара на внутренней поверхности труб теплообменника и камеры горения, снижающее эффективность нагрева воздуха. Конструкция воздухонагревателя не предусматривает возможности очистки внутренних поверхностей устройства от нагара.
Известен теплообменный модуль по патенту РФ на изобретение №2451245, F24H 3/00, 2012, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями. В корпусе размещены камера сгорания, теплообменник, поворотная камера, перегородка. При сжигании топлива образующиеся дымовые газы продвигаются по камере сгорания, поступают во входной коллектор, проходят через конвективный теплообменник, поступают в выходной коллектор и отводятся в дымовую трубу. При этом не исключено образования нагара на внутренних поверхностях камеры сгорания и теплообменника. По мере образования нагара происходит уменьшение площади поперечного сечения элементов теплообменника, увеличиваются гидравлические потери потока рабочей среды внутри теплообменника, снижается эффективность работы теплообменного модуля. Недостатком является снижение эффективности работы устройства вследствие образования нагара.
В качестве ближайшего аналога заявляемому техническому решению выбран высокоэффективный теплообменник для котлов и генераторов горячего воздуха по патенту ЕР 2884201, F24H 3/065, 2014. Теплообменник содержит камеру сгорания, выполненную с возможностью установки на нее горелки. Множество трубок теплообменника соединены с камерой сгорания и друг с другом посредством коллекторов. Коллекторы выполнены в виде пластин, один из коллекторов предназначен для выпуска продуктов сгорания. Каждая трубка  теплообменника имеет уплощенную форму по всей длине. Камера сгорания имеет корпус цилиндрической формы. Недостатком является сложность очистки внутренних поверхностей камеры сгорания и уплощенных трубок теплообменника от нагара. Нагар, перекрывая внутреннее сечение уплощенных трубок, снижает эффективность работы устройства. При отсутствии чистки трубок может произойти полный выход устройства из строя.
Технической задачей заявляемой полезной модели является повышение эффективности и надежности работы теплообменного устройства.
Технический результат заключается в обеспечении возможности очистки от нагара внутренних поверхностей камеры сгорания и теплообменника.
Технический результат достигается за счет того, что в теплообменном устройстве, содержащем  камеру сгорания, трубчатый теплообменник с входным и выходным коллекторами на его торцах, камера сгорания соединена с трубчатым теплообменником через входной коллектор, согласно полезной модели, передний торец камеры сгорания снабжен съемной крышкой, на выходном коллекторе трубчатого теплообменника установлена съемная крышка, на входном коллекторе, напротив трубчатого теплообменника установлена съемная крышка.
Кроме того, съемные крышки выполнены с отбортовками. Под съемными крышками установлены базальтовые уплотнения.
Технический результат обеспечивается за счет того, что камера сгорания и трубчатый теплообменник снабжены съемными крышками. Выполнение переднего торца камеры сгорания со съемной крышкой позволяет производить чистку внутренней поверхности от нагара. Крышка камеры сгорания имеет большой диаметр, при снятии съемной крышки обеспечивается возможность доступа к внутренним боковым частям камеры сгорания и к задней торцевой части, что позволяет провести её полную чистку. Установка съемной крышки на выходном коллекторе трубчатого теплообменника позволяет очистить внутренние поверхности трубного пучка теплообменника при снятии съемной крышки. Очистку в основном производят ершиком, закрепленным на штанге. Передний торец камеры сгорания, на который устанавливается горелка, и выходной коллектор трубчатого теплообменника расположены на лицевой стороне теплообменного устройства. Задняя часть устройства глухая. Установка съемной крышки  на задней части,  на входном коллекторе, напротив трубчатого теплообменника позволяет удалить весь осыпавшийся туда при чистке трубного пучка мусор. За счет обеспечения возможности удаления нагара со всех  внутренних поверхностей теплообменного устройства увеличивается площадь сечения труб, по которым движется теплоноситель, снижаются гидравлические потери, повышается эффективность и надежность работы устройства.
На фигуре 1 представлено аксонометрическое изображение теплообменного устройства.
На фигуре 2 представлен главный вид теплообменного устройства.
На фигуре 3 представлен вид спереди теплообменного устройства.
На фигуре 4 представлен разрез крышки камеры сгорания теплообменного устройства.
На фигуре 5 представлен разрез крышки коллектора теплообменного устройства.
Теплообменное устройство содержит камеру сгорания 1, трубчатый  теплообменник 2, входной коллектор 3, выходной коллектор 4. На камере сгорания 1 установлена съемная крышка 5, на которой расположен силовой фланец 6 для присоединения горелки, на крышке 5 выполнен глазок 7 для визуального контроля наличия пламени. На входном коллекторе 3 установлена цельная, съемная крышка 8. Съемная крышка 8 расположена напротив труб теплообменника 2, у его заднего торца. На выходном коллекторе 4  установлена съемная крышка 9 с центральным патрубком 10 для подсоединения дымохода. Съемные крышки 5, 8, 9 крепятся при помощи резьбовых элементов 11. Съемные крышки  5, 8, 9 выполнены с отбортовками 12, 13 в виде отгибов для установки и прижима уплотнителей 14, 15 в качестве которых могут использовать базальтовые шнуры.
Теплообменное устройство работает следующим образом.
На силовой фланец 6 съемной крышки 5 камеры сгорания 1 устанавливают горелку. На патрубок 10 съемной крышки 9 устанавливают дымоход. В качестве топлива для горелки могут использовать нефть, природный или сжиженный газ, дизельное топливо. Топливо в смеси с необходимым количеством воздуха подают горелкой в камеру сгорания 1, где происходит его сжигание. Образовавшиеся продукты горения попадают из камеры сгорания 1 во входной коллектор 3, и далее проходят через конвективную часть  устройства  - трубчатый  теплообменник 2. При этом тепло от сгорания топлива через стенки труб теплообменника 2 передается нагреваемому воздуху, обтекающему теплообменное устройство снаружи. Дымовые газы через дымоход отводятся наружу. В результате горения топлива, например, нефти на внутренних поверхностях теплообменного устройства образуется нагар, снижается эффективность работы устройства. Для удаления нагара демонтируют горелку, силовой фланец 6, дымоход и съемные крышки 5, 8, 9. Производят очистку от нагара внутренних поверхностей камеры сгорания 1. Через отверстия в трубах теплообменника 2  очищают  внутренние поверхности труб. Чистку производят металлическим ершиком, закрепленном на штанге до появления металлического блеска. Частицы нагара, осевшие при чистке в задней части устройства, удаляют со стороны входного коллектора 3. При чистке возможно использование пылесоса. По окончании чистки производят монтаж всех частей в обратном порядке.
Полезная модель позволяет производить очистку от нагара внутренних поверхностей камеры сгорания и теплообменника, что в свою очередь позволяет повысить эффективность и надежность работы теплообменного устройства.