RU2296270C1

RU2296270C1 - Air heater

Info

Publication number: RU2296270C1
Application number: RU2005134930/06A
Authority: RU
Inventors: Сергей Владимирович Давыдов (RU); Сергей Владимирович Давыдов; Олег Юрьевич Калинин (RU); Олег Юрьевич Калинин; Тать на Александровна Турутина (RU); Татьяна Александровна Турутина; Анатолий Александрович Прохоркин (RU); Анатолий Александрович Прохоркин; Алексей Алексеевич Неживлев (RU); Алексей Алексеевич Неживлев; Василий Яковлевич Сокол (RU); Василий Яковлевич Сокол
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Челябинское предприятие теплогенерирующих установок"
Priority date: 2005-11-10
Filing date: 2005-11-10
Publication date: 2007-03-27

Abstract

FIELD: air conditioning or ventilation.

SUBSTANCE: air heater comprises shell with branch pipes for supplying and discharging air, furnace provided with the burning device and chimney, and convection section made of pipes connected with collectors. The furnace is made of a cylindrical sleeve. The pipes of the convection section are arranged in staggered order around the furnace parallel to the cylindrical surface of the furnace. The inlet collector is mounted for permitting connection with the furnace from the side of the burning device, and outlet collector is connected with the chimney from the opposite side. There are transverse baffles between the shell and furnace.

EFFECT: enhanced efficiency and simplified structure.

2 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для подогрева воздуха и применяется для обогрева и вентиляции производственных и бытовых помещений.The invention relates to a device for heating air and is used for heating and ventilation of industrial and domestic premises.

Известен воздухоподогреватель, выбранный заявителем в качестве прототипа, содержащий обечайку с патрубками для входа и выхода воздуха, расположенную внутри обечайки топку с горелочным устройством и дымовой трубой, конвективную часть, выполненную в виде трубок, 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 трубок с внутренними перегородками, расположенных параллельно воздушному потоку. Конвективная часть выполнена отдельно от топки с дымовой трубой.Known air heater, selected by the applicant as a prototype, containing a shell with nozzles for air inlet and outlet, a furnace with a burner and a chimney located inside the shell, a convective part made in the form of tubes connected to the ends of the collectors (p. RF No. 2126942). The furnace is connected to a chimney made in the form of three horizontally mounted pipes connected by double bends. The chimney pipes are provided with longitudinal ribs, and a corrugated mesh is placed around each pipe. The convective part is made in the form of tubes connected to the collectors with internal partitions located parallel to the air flow. The convective part is made separately from the furnace with a chimney.

Конструктивное расположение топки с дымовой трубой и конвективной части таково, что устройство растянуто по горизонтали и имеет большие габариты. Расположение трубок 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.The structural arrangement of the furnace with a chimney and convective part is such that the device is stretched horizontally and has large dimensions. The location of the tubes of the convection part parallel to the air flow leads to the creation of a laminar flow of heated air, which significantly reduces the heat transfer coefficient. The implementation of partitions inside the flat channels of the walls, and on the outside of the chimney of the corrugated grid increases the flow turbulence and leads to an increase in heat transfer, but at the same time the whole design is much more complicated and the manufacturing time is increased.

Задачей предлагаемого изобретения является повышение эффективности нагрева теплоносителя при значительном упрощении конструкции.The objective of the invention is to increase the heating efficiency of the coolant with a significant simplification of the design.

В предлагаемом воздухоподогревателе, содержащем обечайку с патрубками для входа и выхода воздуха, расположенную внутри обечайки топку с горелочным устройством и дымовой трубой, конвективную часть, выполненную в виде трубок, соединенных с торцов коллекторами, согласно изобретению, топка выполнена в виде цилиндрического стакана, трубки конвективной части расположены вокруг топки параллельно цилиндрической поверхности топки в шахматном порядке, причем входящий коллектор установлен с возможностью соединения с топкой со стороны горелочного устройства, а выходящий коллектор соединен с дымовой трубой с противоположной стороны, при этом между обечайкой и топкой установлены поперечные перегородки.In the proposed air heater containing a casing with air inlet and outlet pipes, a fire chamber with a burner and a chimney located inside the casing, a convective part made in the form of tubes connected to the ends of the collectors, according to the invention, the furnace is made in the form of a cylindrical glass, convective tube parts are arranged around the furnace parallel to the cylindrical surface of the furnace in a staggered manner, and the incoming manifold is installed with the possibility of connection with the furnace from the side of the burner th device and exiting the collector is connected to the stack from the opposite side, wherein the shell between the furnace and mounted transverse septum.

Конструктивное расположение трубок в шахматном порядке вокруг топки приводит к увеличению количества трубок в данном пространстве, компактности и простоте конструкции. За счет расположения трубок в шахматном порядке и наличия поперечных перегородок нагреваемый воздух движется по спирали, при этом увеличивается коэффициент теплоотдачи, так как происходит смена режима движения воздуха с ламинарного на турбулентный, т.е. происходит интенсивное перемешивание слоев нагретого и холодного воздуха. Расположение входного коллектора в противоположной по ходу газов стороне обеспечивает догорание газов, так как газы, в топке дойдя до дна топки, разворачиваются и проходят обратный путь до входящего коллектора. Это также повышает эффективность нагрева.The constructive arrangement of tubes in a checkerboard pattern around the furnace leads to an increase in the number of tubes in a given space, compactness and simplicity of design. Due to the staggered arrangement of the tubes and the presence of transverse partitions, the heated air moves in a spiral, while the heat transfer coefficient increases, since the regime of air movement changes from laminar to turbulent, i.e. Intensive mixing of layers of heated and cold air occurs. The location of the inlet manifold in the opposite direction along the gas side ensures the burning of gases, since the gases in the furnace reaching the bottom of the furnace, turn around and go back to the inlet manifold. It also improves heating efficiency.

Приведенные выше отличительные признаки являются новыми по сравнению с прототипом, поэтому изобретение соответствует критерию «новизна».The above distinguishing features are new in comparison with the prototype, so the invention meets the criterion of "novelty."

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».Patent studies have shown that in the studied prior art there are no similar technical solutions, i.e. The claimed technical solution does not follow explicitly from the studied prior art and, thus, meets the criterion of "inventive step".

Данное техническое решение может быть воспроизведено промышленным способом, следовательно, оно соответствует критерию «промышленная применимость».This technical solution can be reproduced industrially, therefore, it meets the criterion of "industrial applicability".

Сущность изобретения поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично представлен воздухоподогреватель; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1.The invention is illustrated by drawings, where figure 1 schematically shows an air heater; figure 2 is a section aa in figure 1.

Воздухоподогреватель содержит обечайку 1, топку 2, выполненную в виде стакана, горелку 3, патрубок для подвода воздуха 4 и патрубок для выхода воздуха 5, дымовую трубу 6. Конвективная часть представляет собой входящий коллектор 7, расположенный со стороны горелки 3, выходящий коллектор 8, соединенный с дымовой трубой 6, и установленные между ними параллельно топке 2 в шахматном порядке трубки 9. Между обечайкой 1 и топкой 2 расположены две перегородки 10.The air heater contains a shell 1, a furnace 2, made in the form of a glass, a burner 3, a pipe for supplying air 4 and a pipe for air outlet 5, a chimney 6. The convective part is an inlet manifold 7 located on the side of the burner 3, the outlet manifold 8, connected to the chimney 6, and installed between them parallel to the furnace 2 in a checkerboard pattern of the pipe 9. Between the shell 1 and the furnace 2 are two partitions 10.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В топку 2 подается природный газ, который сжигается посредством горелки 3. Продукты сгорания - дымовые газы поступают из топки 2 через входящий коллектор 7 в цилиндрические трубки 9 и через выходящий коллектор 8 в дымовую трубу 6. Холодный воздух по патрубку для входа воздуха 4 поступает в пространство между обечайкой 1 и топкой 2. Омывая трубки 9 и огибая перегородки 10, воздух нагревается и выходит через патрубок для отвода воздуха 5. Дымовые газы, дойдя до торцевой стенки топки 2, возвращаются обратно и через входящий коллектор 7, трубки 9, выходящий коллектор 8 поступают в дымовую трубу 6. При такой схеме движения происходит дожигание газов в топке 2, что улучшает эффективность сгорания газов, а значит, и повышает эффективность теплопередачи. Расположение трубок 8 в шахматном порядке повышает турбулентность нагреваемого потока воздуха. В турбулентном потоке осуществляется гораздо более интенсивный перенос тепла между воздушной средой и стенками нагревательных элементов. Наличие перегородок 10 приводит к тому, что также повышается турбулентность потока и, кроме того, ликвидируются застойные зоны, что и вызывает повышение эффективности теплоотдачи.Natural gas is supplied to the furnace 2, which is burned by means of burner 3. Combustion products - flue gases from the furnace 2 through the inlet manifold 7 into the cylindrical tubes 9 and through the outlet manifold 8 into the chimney 6. Cold air flows through the pipe for air inlet 4 to the space between the shell 1 and the furnace 2. Washing the tubes 9 and around the baffle 10, the air heats up and exits through the pipe to exhaust air 5. Flue gases, reaching the end wall of the furnace 2, are returned back and through the inlet manifold 7, pipes 9, leaving the first collector 8 enters the chimney 6. With this pattern of movement, the afterburning of gases in the furnace 2 occurs, which improves the efficiency of combustion of gases, and hence increases the efficiency of heat transfer. The location of the tubes 8 in a checkerboard pattern increases the turbulence of the heated air stream. In a turbulent flow, much more intense heat transfer occurs between the air and the walls of the heating elements. The presence of partitions 10 leads to the fact that also increases the turbulence of the flow and, in addition, stagnant zones are eliminated, which causes an increase in the efficiency of heat transfer.

Предлагаемая установка благодаря конструктивным особенностям, позволит увеличить эффективность теплообмена. Воздухоподогреватель обеспечивает нагрев воздуха до максимальной температуры 200°С. Воздухоподогреватель достаточно прост в изготовлении и является экономичным, надежным и удобным в эксплуатации.The proposed installation due to design features, will increase the efficiency of heat transfer. The air heater provides heating of the air to a maximum temperature of 200 ° C. The air heater is quite simple to manufacture and is economical, reliable and easy to use.

Claims

An air heater containing a casing with air inlet and outlet pipes, a furnace with a burner and a chimney located inside the casing, a convective part made in the form of tubes connected to the ends of the collectors, characterized in that the furnace is made in the form of a cylindrical glass, convection part tube located around the furnace parallel to the cylindrical surface of the furnace in a staggered manner, and the incoming manifold is installed with the possibility of connection with the furnace from the side of the burner device, and the exhaust manifold is connected to the chimney on the opposite side, while transverse partitions are installed between the shell and the furnace.