ВОЗДУШНЫЙ ОТОПИТЕЛЬ

Заявляемая полезная модель 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.
Известен керосиновый обогреватель "К0-50" (Руководство по технической эксплуатации, г.Кокчетав, 1980 г.), предназначенный для подогрева воздуха, а также вентиляции кабины и салона летательного аппарата (вертолета), содержащий вентилятор, термопереключатели, термовыключатель, датчики температуры, подогреватель топлива, топливную коробку, блок управления, регулятор температуры, агрегат зажигания, трубопроводы, камеру сгорания, калорифер, свечу, форсунку, электродвигатель.
Недостатком устройства является невозможность изменения регулирования тепловой мощности потока.
Известен также воздушный отопитель, принятый за прототип (патент на изобретение №2439445 от 10 января 2012 г. Валиев Ф.М. и др.), состоящий из вентилятора, выполняющего функции источника воздуха, входного и выходного патрубков, жаровой трубы с фронтовым устройством и отверстиями для подвода воздуха в ее полость, теплообменника, охватывающего жаровую трубу, выполненного в виде торового цилиндра с закрытыми торцевыми стенками и расположенного с образованием кольцевых каналов между корпусом и жаровой трубой.
Недостатком данного воздушного отопителя является низкая полнота сгорания.
Предлагаемой полезной моделью решается задача создания высокоэффективного воздушного отопителя (агрегата), обеспечивающего устойчивое и полное сгорание топлива с низкой эмиссией токсичных веществ.
Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в повышении тепловой мощности воздушного отопителя, снижение вредных выбросов с отработавшими газами.
Для достижения указанной цели воздушный отопитель содержит, как и наиболее близкий к нему, корпус, вентилятор для подвода воздуха, 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, в отличие от известного воздушного отопителя в предлагаемой полезной модели источник воздуха выполнен в виде эжектора, подача высоконапорного газа в котором осуществляется с помощью вентилятора, и дополнительно вводится второй контур подачи воздуха в камеру смешения.
На чертеже (фиг.) приведена схема поперечного разреза предлагаемого воздушного отопителя.
Воздушный отопитель содержит корпус 1, жаровую трубу 2 с отверстиями 7 для подвода воздуха в ее полость и подводом горючего 6, теплообменник 5, охватывающий жаровую трубу 2, выполненный в виде торового цилиндра с закрытыми торцевыми стенками и расположенный с образованием кольцевых каналов между корпусом 1 и жаровой трубой 2, и имеющий выхлопной патрубок 9 и выходной патрубок воздуха 8.
Источник воздуха представляет собой эжектор, в котором для подачи высоконапорного воздуха установлен вентилятор 3, а для низконапорного воздуха - кольцевой канал 4. Вдоль корпуса образован второй контур подачи воздуха 10 в камеру смешения 11. Второй контур представляет собой кольцевой канал, внешней стенкой которого является внутренняя стенка контура.
Воздушный отопитель работает следующим образом.
При приведении воздушного отопителя в рабочее состояние (в действие) в жаровой трубе 2 происходит подготовка (подвод горючего 6 в горелочное устройство, подача воздуха, смесеобразование) и воспламенение топливовоздушной смеси. Воздух от вентилятора 3 поступает через воздушные каналы трубок теплообменника 5, в которых происходит нагрев воздуха потока от стенок, в камеру сгорания. Воздух в камеру сгорания поступает через отверстия 7. Кроме того воздух, нагнетаемый через вентилятор 3, эжектирует воздух подаваемый через кольцевой канал 4. Далее воздух из пристеночного слоя поступает во второй контур 10, через который поступает в камеру смешения 11.
В камере сгорания 2 осуществляется процесс горения. Продукты сгорания из камеры сгорания поступают в теплообменник 5, где подогревают воздух, подаваемый в камеру сгорания и в камеру смешения 11. Из теплообменника охлажденные продукты сгорания отводятся через выхлопной патрубок 9 в окружающую среду.
Подогретый воздух, за исключением части воздуха, обеспечивающего работу камеры сгорания, подается в камеру смешения, через которую поступает в выходной патрубок 8.
Повышение тепловой мощности воздушного отопителя осуществляется за счет эжектирования дополнительного воздуха и создания второго контура подачи воздуха в камеру смешения. Так как к подогретому воздуху в камере смешения подмешивается холодный воздух, то имеется возможность подогреть воздух в теплообменнике до более высоких температур, что осуществляется за счет более высокой температуры продуктов сгорания и перехода на меньший коэффициент избытка окислителя в камере сгорания.
Таким образом, в камеру сгорания подается большее количество горючего, температура продуктов сгорания повышается за счет перехода на меньший коэффициент избытка окислителя, в теплообменнике осуществляется больший теплосъем и воздух подогревается на большую температуру, в камере смешения к подогретому воздуху подмешивается воздух, подаваемый через второй контур. В результате на выход из воздушного отопителя воздух поступает той же температуры, что и в прототипе, но с большим массовым расходом (объемом).