RU2797614C1

RU2797614C1 - Portable air heater

Info

Publication number: RU2797614C1
Application number: RU2023102223A
Authority: RU
Inventors: Григорий Иванович Павлов; Александр Викторович Осипов; Дмитрий Александрович Теляшов; Алексей Павлович Абраковнов; Анатолий Васильевич Кочергин; Олег Рудольфович Ситников
Filing date: 2023-02-01
Publication date: 2023-06-07

Abstract

FIELD: heating.

SUBSTANCE: air heaters using pipes intended for space heating, mainly in the field, by burning liquid hydrocarbon fuels. The portable air heater contains a heat-transfer tube surface, consisting of interconnected cast-iron sections of the heating battery, installed and fixed on the support legs with intersection clamps. One of the extreme sections of the battery is equipped with an inlet fitting for installing a burner device into it with a valve for turning on and regulating fuel consumption, and the opposite section at the top is equipped with an outlet fitting for installing a chimney in it, made as a team of sections mated with a coupling by means of an angled pipe and lock nuts.

EFFECT: reduction of the cost of manufacture, reliability in operation and increasing the efficiency of the air heater due to the intensive convective heat exchange of air.

3 dwg

Description

Изобретение относится к области отопления, в частности к воздухонагревателям с помощью труб, и предназначен для обогрева помещений, преимущественно в полевых условиях, посредством сжигания жидких углеводородных топлив.The invention relates to the field of heating, in particular to air heaters using pipes, and is intended for space heating, mainly in the field, by burning liquid hydrocarbon fuels.

Известен передвижной теплогенератор, содержащий закрепленный на тележке корпус с выхлопной трубой с шибером и каналами подвода и отвода нагреваемого воздуха, внутри которого расположены нагнетатель воздуха, камера сгорания с горелочным устройством, теплообменник с центральным каналом, и топливную магистраль, корпус с выхлопной трубой установлен на тележке вертикально, центральный канал образован кольцевыми рядами вертикальных труб, сообщающих полость камеры сгорания с выхлопной трубой, а камера сгорания в верхней части ограничена кольцевой полостью, образованной двумя концентрическими цилиндрами, установленными над горелочным устройством. Для компенсации температурного удлинения труб и герметизации полости камеры сгорания внешний концентрический цилиндр соединен с корпусом посредством диафрагмы. Для организации устойчивого процесса горения топлива и полноты его сгорания горелочное устройство выполнено тороидальной формы. В предложенном теплогенераторе исключается скопление топливовоздушной смеси, что обеспечивает безопасную эксплуатацию теплогенератора. Улучшение теплопередачи достигнуто применением вертикального трубного пучка с поперечным смыванием его воздухом (Патент RU 2 178 119 C1. Передвижной теплогенератор. – МПК: F23L 15/04, F26B 23/02, F24H 3/00. – Опубл. 10.01.2002). Недостатком данного теплогенератора является сложность конструкции и низкая эффективность работы.A mobile heat generator is known, containing a housing fixed on a trolley with an exhaust pipe with a gate and channels for supplying and discharging heated air, inside which there is an air blower, a combustion chamber with a burner, a heat exchanger with a central channel, and a fuel line, the housing with an exhaust pipe is mounted on a trolley vertically, the central channel is formed by annular rows of vertical pipes connecting the cavity of the combustion chamber with the exhaust pipe, and the combustion chamber in the upper part is limited by an annular cavity formed by two concentric cylinders installed above the burner. To compensate for the thermal elongation of the pipes and seal the cavity of the combustion chamber, the outer concentric cylinder is connected to the housing by means of a diaphragm. To organize a stable process of fuel combustion and the completeness of its combustion, the burner device is made of a toroidal shape. In the proposed heat generator, the accumulation of the air-fuel mixture is excluded, which ensures the safe operation of the heat generator. Improved heat transfer was achieved by using a vertical tube bundle with its transverse washing with air (Patent RU 2 178 119 C1. Mobile heat generator. - IPC: F23L 15/04, F26B 23/02, F24H 3/00. - Published on 10.01.2002). The disadvantage of this heat generator is the complexity of the design and low efficiency.

Известен передвижной теплогенератор, содержащий закрепленный на тележке корпус, нагнетатель воздуха, камеру сгорания с горелочным устройством, топливную магистраль, теплообменник с центральным каналом, канал для подвода холодного воздуха и канал для отвода горячего воздуха, центральный канал образован кольцевыми рядами вертикально закрепленных и равноотстоящих друг от друга труб, сообщающих полость камеры сгорания с выхлопной трубой, а камера сгорания в верхней части выполнена в виде концентрично установленных внутреннего и внешнего цилиндров, смонтированных над горелочным устройством и образующих кольцевую полость - полость камеры сгорания, которая сообщена с каналом отвода горячего воздуха после теплообменника и отделена от канала подвода холодного воздуха внутренним цилиндром, закрепленным подвижно относительно корпуса нагнетателя воздуха (Патент RU 2 216 696 C1. Передвижной теплогенератор. – МПК: F24H 3/00. – Опубл. 20.11.2003). Недостатком данного теплогенератора является сложность конструкции и низкая эффективность работы.A mobile heat generator is known, containing a housing fixed on a trolley, an air blower, a combustion chamber with a burner, a fuel line, a heat exchanger with a central channel, a channel for supplying cold air and a channel for removing hot air, the central channel is formed by annular rows of vertically fixed and equally spaced other pipes connecting the cavity of the combustion chamber with the exhaust pipe, and the combustion chamber in the upper part is made in the form of concentrically mounted inner and outer cylinders mounted above the burner and forming an annular cavity - the cavity of the combustion chamber, which communicates with the hot air outlet channel after the heat exchanger and separated from the cold air supply channel by an internal cylinder movably fixed relative to the air blower housing (Patent RU 2 216 696 C1. Mobile heat generator. - IPC: F24H 3/00. - Published on November 20, 2003). The disadvantage of this heat generator is the complexity of the design and low efficiency.

Известен передвижной теплогенератор, содержащий закрепленный на тележке корпус, нагнетатель воздуха, камеру сгорания с горелочным устройством, топливную магистраль, теплообменник с центральным каналом, канал для подвода холодного воздуха и канал для отвода горячего воздуха, при этом корпус с выхлопной трубой установлен на тележке вертикально, центральный канал образован кольцевыми рядами вертикально закрепленных и равностоящих друг от друга труб, сообщающих полость камеры сгорания с выхлопной трубой. Камера сгорания в верхней части выполнена в виде концентрично установленных внутреннего и внешнего цилиндров, смонтированных над горелочным устройством и образующих кольцевую полость, которая сообщена с каналом отвода горячего воздуха после теплообменника и отделена от канала подвода холодного воздуха внутренним цилиндром. Для электропитания электродвигателя нагнетателя воздуха используется батарея топливных элементов, установленная на тележке, а теплообменник системы терморегулирования батареи топливных элементов установлен в канале для подвода холодного воздуха (Патент RU 2 420 697 C2. Передвижной теплогенератор. – МПК: F24H 3/02. – Опубл. 10.06.2011). Недостатком данного теплогенератора является сложность конструкции и низкая эффективность работы.A mobile heat generator is known, containing a body fixed on the trolley, an air blower, a combustion chamber with a burner, a fuel line, a heat exchanger with a central channel, a channel for supplying cold air and a channel for removing hot air, while the housing with the exhaust pipe is mounted vertically on the trolley, the central channel is formed by annular rows of vertically fixed and equally spaced pipes communicating the cavity of the combustion chamber with the exhaust pipe. The combustion chamber in the upper part is made in the form of concentrically mounted inner and outer cylinders mounted above the burner and forming an annular cavity, which is in communication with the hot air outlet channel after the heat exchanger and is separated from the cold air supply channel by an inner cylinder. To power the electric motor of the air blower, a fuel cell battery mounted on a trolley is used, and the heat exchanger of the fuel cell battery thermal control system is installed in the cold air supply channel (Patent RU 2 420 697 C2. Mobile heat generator. - IPC: F24H 3/02. - Publ. 06/10/2011). The disadvantage of this heat generator is the complexity of the design and low efficiency.

Наиболее близким техническим решением является переносное нагревательное устройство, содержащее размещенную в охлаждаемом корпусе топочную камеру, соединенную с дымовой трубой, и теплопередающие элементы. Топочная камера установлена и закреплена на опорном элементе дистанционными элементами, в виде выступов и образует теплообменную трубную поверхность. Теплообменная поверхность снабжена пазами. Теплопередающие элементы выполнены в виде пальцев, соединенные с теплопередающими проволочными элементами. В пазы вставлены пальцы. Пальцы и пазы выполнены из материала с различными коэффициентами линейного расширения (Патент RU 2 024 797 C1. Переносное нагревательное устройство. – МПК: F24H 1/06. – Опубл. 15.12.1994).The closest technical solution is a portable heating device containing a combustion chamber located in a cooled housing, connected to a chimney, and heat transfer elements. The combustion chamber is installed and fixed on the support element by spacers in the form of protrusions and forms a heat-exchange tube surface. The heat exchange surface is provided with grooves. The heat transfer elements are made in the form of fingers connected to the heat transfer wire elements. Fingers are inserted into the grooves. The fingers and grooves are made of material with different coefficients of linear expansion (Patent RU 2 024 797 C1. Portable heating device. - IPC: F24H 1/06. - Published on 12/15/1994).

Недостатком данного переносного нагревательного устройства, принятого за прототип, является сложность конструкции и низкая интенсивность теплообмена. The disadvantage of this portable heating device, taken as a prototype, is the complexity of the design and low intensity of heat transfer.

Задачей заявляемого технического решения является создание переносного воздухонагревателя с наименьшими материальными затратами и повышение эффективность работы воздухонагревателя за счёт интенсивного конвективного теплообмена воздуха.The objective of the proposed technical solution is to create a portable air heater with the lowest material costs and increase the efficiency of the air heater due to intense convective air heat exchange.

Техническим результатом от использования предлагаемого технического решения является снижение стоимости изготовления, надежность в эксплуатации и повышение эффективности работы воздухонагревателя за счёт интенсивного конвективного теплообмена воздуха.The technical result from the use of the proposed technical solution is to reduce the cost of manufacture, reliability in operation and increase the efficiency of the air heater due to intense convective heat exchange of air.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном переносном воздухонагревателе, содержащем теплопередающую трубную поверхность с теплообменными элементами, соединённую с дымовой трубой, установленные и закреплённые на опорах, согласно предложенному техническому решению, The specified technical result is achieved by the fact that in a known portable air heater containing a heat-transfer tube surface with heat-exchange elements connected to a chimney, installed and fixed on supports, according to the proposed technical solution,

теплопередающая трубная поверхность состоит из соединённых между собой чугунных секций отопительной батареи, установленной и закреплённой на опорных ножках межсекционными хомутами, при этом одна из крайних секций батареи снизу снабжена входным штуцером для установки в неё горелочного устройства с вентилем включения и регулирования расхода топлива, а противоположная секция сверху – выходным штуцером для монтажа углового патрубка с дымовой трубой;The heat-transfer tube surface consists of interconnected cast-iron sections of the heating battery, installed and fixed on the support legs with intersection clamps, while one of the extreme sections of the battery is equipped with an inlet fitting from below for installing a burner device with a valve for turning on and regulating the fuel consumption, and the opposite section on top - an outlet fitting for mounting an angled pipe with a chimney;

он выполнен с возможностью установки как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях, для чего сверху и сбоку чугунных секций отопительной батареи установлены защитные сетки, а дымовая труба - с возможностью разворота в вертикальное положение посредством уголкового патрубка и контргайки, причём ножки выполнены с возможностью разворота для вертикального или горизонтального положений воздухонагревателя;it is made with the possibility of installation both in vertical and horizontal positions, for which purpose protective nets are installed on top and on the side of the cast-iron sections of the heating battery, and the chimney - with the possibility of turning into a vertical position by means of an angled pipe and a lock nut, and the legs are made with the possibility of turning for vertical or horizontal positions of the air heater;

в качестве горелочного устройства используется паяльная лампа; a blowtorch is used as a burner;

дымовая труба выполнена сборной из секций, сопрягаемых посредством соединительных муфт.the chimney is made as a team of sections mated by means of couplings.

На фиг.1 схематично представлено предлагаемый переносной воздухонагреватель; на фиг. 2 - то же, в вертикальном положении и на фиг. 3 - то же в горизонтальном положении.Figure 1 schematically shows the proposed portable air heater; in fig. 2 - the same, in a vertical position and in Fig. 3 - the same in a horizontal position.

Предлагаемый переносной воздухонагреватель содержит теплопередающую трубную поверхность, состоящую из соединённых между собой чугунных секций отопительной батареи 1, установленной и закреплённой на опорных ножках 2 межсекционными хомутами 3. При этом одна из крайних секций батареи 1 снизу снабжена входным штуцером 4 для установки в него горелочного устройства 5 с вентилем 6 включения и регулирования расхода топлива, а противоположная секция сверху – выходным штуцером 7 для монтажа дымовой трубы 8, выполненной сборной из секций, сопрягаемых соединительной муфтой 9, посредством углового патрубка 10 и контргайки 11. (Фиг. 1). В качестве горелочного устройства 5 используется паяльная лампа. Переносной воздухонагреватель выполнен с возможностью установки как в вертикальном (Фиг. 2), так и в горизонтальном (Фиг. 3) положениях, для чего сверху и сбоку чугунных секций отопительной батареи 1 установлены защитные сетки 12, а дымовая труба 9 - с возможностью разворота в вертикальное положение посредством уголкового патрубка 8 и закрепления контргайкой 11, причём ножки 2 выполнены с возможностью разворота для вертикального или горизонтального положений воздухонагревателя.The proposed portable air heater contains a heat-transfer tube surface, consisting of interconnected cast-iron sections of the heating battery 1, installed and fixed on the support legs 2 with intersection clamps 3. At the same time, one of the extreme sections of the battery 1 is equipped with an inlet fitting 4 from below for installing a burner device 5 into it with a valve 6 for turning on and regulating the fuel consumption, and the opposite section from above - with an outlet fitting 7 for mounting a chimney 8, made as a team of sections mated with a coupling 9, using an angled pipe 10 and a lock nut 11. (Fig. 1). A blowtorch is used as a burner device 5. The portable air heater is designed to be installed both in vertical (Fig. 2) and horizontal (Fig. 3) positions, for which protective grids 12 are installed on top and on the side of the cast-iron sections of the heating battery 1, and the chimney 9 - with the possibility of turning in vertical position by means of an angled pipe 8 and fixing with a lock nut 11, and the legs 2 are made with the possibility of turning for vertical or horizontal positions of the air heater.

Переносной воздухонагреватель работает следующим образом.Portable air heater works as follows.

Переносной воздухонагреватель в зависимости от условий и удобства использования в помещении может быть смонтирован и установлен на ножках 2, как в вертикальном, так и в горизонтальном положениях. При установке воздухонагревателя в горизонтальном положении используются две нижние и две верхние ножки 2 (Фиг 3), а при вертикальном расположении воздухонагревателя – четыре нижние ножки 2 (Фиг. 2), путём их разворота и закрепления на отопительной батарее 1 межсекционными хомутами 3. Затем из двух составных прямых трубных частей монтируется дымовая труба 8 посредством соединительной муфты 9 и уголкового патрубка 10, последним дымовая труба 8. устанавливается в верхний штуцер 7. Для безопасности вывода дымовых газов из воздухонагревателя, дымовая труба может быть сориентирована в пространстве по разным направлениям посредством уголкового патрубка 10 и контргайки 11, фиксирующая уголковый патрубок 10 с дымовой трубой 8 под разными углами относительно положения воздухонагревателя. Запуск воздухонагревателя в работу осуществляется в следующей последовательности. Поджигается паяльная лампа с помощью вентиля 6 включения и регулирования расхода топлива, используемая в качестве горелочного устройства 5, после разогрева которой сопло вставляется в входной штуцер 4. Полученные при сгорании топлива высоко нагретые дымовые газы поступают во внутренние полости чугунных секций отопительной батареи 1 и отдают своё тепло стенкам секций отопительной батареи 1, затем через верхний штуцер 7 и дымовую трубу 3 удаляются в окружающее пространство. Нагретые стенки чугунных секций отопительной батареи 1, обладая высокой теплопроводностью, вызывают конвективный теплообмен воздуха, нагревая воздух в помещении. Наличие в батарее 1 межсекционных щелей увеличивает площадь теплоотдачи, тем самым повышает интенсивность конвективного теплообмена воздуха. Тепловая мощность воздухонагревателя регулируется расходом топлива с помощью вентиля 6. Наличие сверху и сбоку чугунных секций отопительной батареи 1 защитных сеток 12, с одной стороны защищают от случайных ожогов, а с другой, позволяют на них сушить намокшую одежду и обувь. A portable air heater, depending on the conditions and ease of use in the room, can be mounted and installed on legs 2, both in vertical and horizontal positions. When installing the air heater in a horizontal position, two lower and two upper legs 2 (Fig. 3) are used, and when the air heater is installed vertically, four lower legs 2 (Fig. 2) are used, by turning them and fixing them on the heating battery 1 with intersection clamps 3. Then from of two composite straight pipe parts, a chimney 8 is mounted by means of a coupling 9 and an angled pipe 10, the last chimney 8 is installed in the upper fitting 7. For the safety of flue gases from the air heater, the chimney can be oriented in space in different directions by means of an angled pipe 10 and locknuts 11, fixing the angled pipe 10 with the chimney 8 at different angles relative to the position of the air heater. The air heater is put into operation in the following sequence. A blowtorch is ignited with the help of a valve 6 for turning on and regulating the fuel consumption, used as a burner device 5, after heating which the nozzle is inserted into the inlet fitting 4. The highly heated flue gases obtained during the combustion of fuel enter the internal cavities of the cast-iron sections of the heating battery 1 and give their heat to the walls of the sections of the heating battery 1, then through the upper fitting 7 and the chimney 3 are removed into the surrounding space. The heated walls of the cast-iron sections of the heating battery 1, having a high thermal conductivity, cause convective air heat exchange, heating the air in the room. The presence in the battery 1 intersection slots increases the area of heat transfer, thereby increasing the intensity of convective heat transfer of air. The thermal power of the air heater is regulated by the fuel consumption using the valve 6. The presence of cast-iron sections of the heating battery 1 on the top and on the side of the protective grids 12, on the one hand, protects against accidental burns, and on the other hand, allows them to dry wet clothes and shoes.

Конструкция переносного воздухонагревателя характеризуется простотой, компактностью, высокой эффективностью за счёт повышения интенсивности конвективного теплообмена воздуха и надежностью в эксплуатации. The design of a portable air heater is characterized by simplicity, compactness, high efficiency by increasing the intensity of convective air heat exchange and reliable operation.

Claims

A portable air heater containing a heat-transfer tube surface with heat-exchange elements connected to a chimney installed and fixed on supports, characterized in that it can be installed both in vertical and horizontal positions, and the heat-transfer tube surface consists of interconnected cast-iron sections of the heating battery, installed and fixed on the support legs with intersectional clamps, and the legs are made with the possibility of turning for vertical or horizontal positions of the air heater, while one of the extreme sections of the battery from below is equipped with an inlet fitting for installing a burner device with a valve for turning on and regulating fuel consumption , and the opposite section from above - with an outlet fitting for mounting an angled pipe with a chimney.