CS228986B1 - Sálavě konvekčni rekuperatívni výměník tepla - Google Patents

Abstract

Účelem provedení sálavě konvekčního rekuperativního výměníku tepla podle vynálezu, určeného hlavně pio ohřev vzduchu, ve kterém jsou spaliny odděleny od ohřívaného média, je zintezivnění přestupu tepla, ochrana trubek před přehřátím, jakož i nízkotepelnou korozí při mezních provozních stavech. Toho se dociluje přiváděním chladného média do nejtepleiší části výměníku přepážkami, usměrňujícími tok vzduchu částečně napříč konvekčních trubek a trubkami, protékanými chladným přisávaným vzduchem, umístěnými napřič toku spalin, odcházejících z vratné sálavé komory do komory obratové. Tyto trubky zároveň obratovou komoru vyztužují.

Description

Vynález se týká sálavě konvekčního výměníku tepla a řeší zintenzivnění přestupu tepla, ochranu konvekčních trubek při mezních provozních stavech, to je před přehřátím i před poškozením korozí kondenzáty ze spalin a snížení povrchové teploty výměníku.

Z popisu k čs. autorskému osvědčení č. 217 531 je znám sálavě konvekční výměník tepla, sestávající z válcové sálavé komory, v jejímž předním čele je umístěn hořák nebo hrdlo pro vstup topného média, z prstencové obratové komory, spojené sálavě konvekční mi prvky se zadní částí sálavé komory, z prstencové sběrné komory v přední části s vývodem spalin do komína a spojené souborem konvekčních trubek s obratovou komorou. Mezi souborem konvekčních trubek a sálavou komorou je umístěna válcová mezistěna, vymezující dva tahy ohřívaného média.

Dále je známé podobné provedení výměníku tepla, lišící se od vpředu popsaného tím, že sálavá komora je vratná, to zn., že spaliny se vrací dopředu a vstupují do obratové komory, ve které jsou v podstatě rovnoběžně s podélnou osou výměníku rozmístěny trubky pro průchod ohřívaného média a která je spojena souborem, konvekčních trubek se sběrnou komorou, umístěnou v zadní části výměníku. Spaliny postupují v tomto případě konvekčními trubkami zpředu dozadu.

V obou případech mohou být v prostoru mezi vnějším pláštěm vý měníku a vnější stěnou obratové komory umístěny kruhové usměrňovače směru toku ohřívaného média. I když se u prvého popsaného provedení výměníku v podstatě podařilo snížit náchylnost k teplotnímu přetížení vstupní části souboru konvekčních trubek při provozu na zvýšený výkon a následně i kondenzaci spalin v jeho výstupní části, nelze tohoto způsobu použít u druhého provedení s vratnou sálavou komorou. U obou provedení se však jevila potřeba odvést více tepla ze sálavé komory, hlavně při vyšších výkonech výměníku, jakož i ze souboru konvekčních trubek.

228 986

Tyto nedostatky byly z největší Části odstraněny provedením sálavě konvekčního rekuperativního výměníku podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že v předním čele vnějšího pláště a/nebo ve válcové části vnějšího pláště u předního čela je proveden alespoň jeden vedlejší vstup ohřívaného média a u souboru konvekčních trubek je umístěna alespoň jedna přepážka v podstatě mezikruhového tvaru.

Dalším znakem vynálezu je to, že přepážky, v podstatě mezikruhového tvaru, jsou umístěny alespoň na Části délky souboru konvekčních trubek striiá&vz na jeho vnitřní a vnější straně.

Za účelem udržení optimální teploty v jednotlivých částech souboru konvekčních trubek se rozteče přepážek v podstatě mezikruhového tvaru zvětšují ve směru toku topného média.

Uspořádáním výměníku tepla podle vynálezu se docílí u provedení s vratnou sálavou komorou přídavné regulovatelné chlazeni obratové komory a u obou provedení přídavné regulovatelné chlazení sálavé komory médiem, přiváděným vedlejším vstupem, umístěným v předním čele vnějšího pláště a nebo ve válcové části vnějšího pláště u předního čela. Toto je u výměníku s vratnou sálavou komorou umožněno rozmístěním trubek pro průchod ohřívaného média v obratové komoře, které kromě tohoto účelu současně obratovou komoru vyztužují. Dále je umožněno optimální teplotu udržovat po délce v jednotlivých částech souboru konvekčních trubek. To se dociluje vhodně po délce souboru konvekčních trubek

V t V rozdělenými mezikrphovými přepážkami, umístěnými po obou stranách souboru konvekčních trubek mezi vnějším pláštěm a válcovou mezistěnou. Rozteč přepážek je volena tak, aby přestup tepla v jednotlivých místech po délce trubky byl v souladu s požadovanou teplotou stěny trubky. Uspořádáním mezikruhových přepážek s menšími roztečemi na vstupu horkého topného média do souboru konvekčních trubek se docílí snížení teploty stěny jeho trubek, zatímco směrem k výstupu topného média se rozteče mezikruhových přepážek zvětšují, zmenšuje se rychlost ohřívaného média a přestup tepla. Tím je zamezeno podkročení rosného bodu topného média.

228 988 Provedení sálavě konvekěního výměníku tepla podle vynálezu bude dále popsáno a zobrazeno na příkladném provedení výměníku tepla s vratnou sálavou komorou. Obrázek představuje svislý podélný řez výměníkem.

Plynový hořák ljumístěný v předním Sele 2 sálavě konvekčního rekuperativního výměníku J jje zaústěný do vratné válcové sálavé komory 4 uzavřené na druhé straně dnem 2 tvaru kuželu, které je na vnější straně opatřeno žebry 6. U předního Sela 2 navazuje na sálavou komoru 4 prstencová obratová komora 2, spojená souborem konvekěních trubek 8 s prstencovou sběrnou komorou s vývodem 10 ochlazeného topného média. Mezi souborem konvekěních trubek 8 a sálavou komorou 4 je umístěna válcová mezistěna 11. která navazuje na sběrnou komoru 9. Mezi jejím druhým koncem a obratovou komorou 7 j^e ponechána mezera pro průchod ohřívaného média. V prostoru kolem sběrné komory 2 je uspořádán vstup 12 ohřívaného média. Vstup ohřívaného média může být též proveden v zadní ěásti výměníku z boku. Výstup 13 ohřívaného média je umístěn vzadu uprostřed. Všechny uvedené prvky obepíná vnější pláší 14.

V předním Sele 2 a v přilehlé ěásti vnějšího pláště 14 se nalézají regulovatelné vedlejší vstupy 15 ohřívaného média,rozmístěné rovnoměrně po obvodu. Na vnější a vnitřní straně souboru konvekěních trubek 8 jsou striá^v<ř₍rozmístěny vnější mezikruhové přepážky 16 a vnitřní mezikruhové přepážky 17* Rozteč mezikruhových přepážek 16, 17 u obratové komory J J^e malá a zvětšuje se směrem ke sběrné komoře 2·

V obratové komoře 7 jsou rovnoběžně s podélnou osou výměníku J po obvodě rozmístěny trubky 18 pro průchod ohřívaného média.

V prostoru mezi obvodovou stěnou obratové komory 2 a vnějším pláštěm 14 výměníku je umístěn kruhový usměrňovač 19. zakončený na straně ke sběrné komoře 2 kuželovým nástavcem, zužujícím se ke středu výměníku J.

Spaliny z plamene plynového hořáku 1 se v zadní části sálavé komory 4 obracejí a v její přední části vstupují do prstencové obratové komory 2 a z ní procházejí souborem konvekěních trubek do sběrné komory 2i ² vystupují vývodem 10 do kouřovodu a komína.

228 986

Ohřívané Aédium, v tomto' případě vzduch, vstupuje hlavním proudem mezikruhovým vstupem 12 v zadní části výměníku χ z volné atmosféry. Je nasáván ventilátorem na výstupu z výměníku. Prochází působením vnějších a vnitřních mezikruhových přepážek 16, 17 v proudu zvlněně, tedy šikmo k proudu spalin v konvekčních trubkách. Na vstupu, kde teplota spalin je nízká, jsou rozteče mezikruhových přepážek 16.17 větší, je předáváno menší množství tepla. Směrem k obratové komoře 7, kde se hustota mezikruhových přepážek 16, 17 zvyšuje, odebírá vzduch více tepla teplejším spalinám na výstupu z obratové komory 7. Zde se proud ohřívaného média obrací o 180° kolem válcové mezistěny. V tomto místě je přisáván do ohřívaného vzduchu dvojí cestou přídavný chladný vzduch. Vstupuje regulovatelnými vedlejšími vstupy 15 a chladí čelo obratové komory 7. Potom prochází jednak mezi obvodovou stěnou obratové komory 7 a vnějším pláštěm výměníku 14 a kruhovým usměrňovačemVje směrován do průchodu mezi válcovou mezistěnou 11 a obratovou komorou 7, přičemž chladí vnější pláší a kořeny konvekčních trubek 8, jednak trubkami 18, kterým odnímá část tepla; všechny proudy se spojí u přední čésti sálavé komory 4, kterou chladí. Ohřívaný vzduch potom pokračuje kolem sálavé komory 4 k výstupu 13.

V případě, že výměník pracuje v přetlaku, musí být k vedlejším vstupům 15 přiváděn vzduch o vyšším tlaku, než panuje u obratové komory 7.

Sálavě konvekční výměník se používá převážně k ohřívání vzduchu, například pro sušení obilí, může však sloužit i k dřívání jiných médií. Rovněž nemusí být topen hořákem, nýbrž apříklad spalinami z pece a pod.

Claims (3)

1. PŘEDMĚT VYNÁLEZU

   228 986

   1. Sálavě konvekční rekuperativní výměník tepla, sestávající z válcové sálavé komory, v jejímž předním čele je umístěn hořák nebo hrdlo pro vstup topného media, z prsténcové obratové komory a prsténcové sběrné komory s vývodem ochlazeného topného media spojených souborem konvekčních trubek ve válcovém uspořádání* z válcové mezistěny mezi souborem konvekčních trubek a pláštěm sálavé komory a z vnějšího pláště výměníku, obepínajícího již uvedené^rvky, přičemž hlavní vstup ohřívaného media je proveden vzadu rayiálně nebo axiálně do prostoru mezi vnějším pláštěm a teplosměnnými plochami, vyznačující se tím, že v předním čele (2) vnějšího pláště (14) a / nebo ve válcové části vnějšího pláště (14) u předního čela (2) je proveden alespoň jeden vedlejší vstup (15) ohřívaného media a u souboru konvekčních trubek (8) je umístěna alespoň jedna přepážka (16,17) v podstatě mezíkruhového tvaru·
2. 2. Sálavě konvekční rekuperativní výměník tepla podle bodu 1, vyznačující se tím, že přepážky (16,17)/v podstatě mezikruhového tvaru/jsou umístěny alespoň na části délky souboru konvekčních trubek (8)jvystřídané na jeho vnitřní a vnější straně.
3. 3. Sálavě konvekční rekuperativní výměník tepla podle bodu 2, vyznačující se tím, že rozteče přepážek (16,17)/ v podstatě mezikruhového tvaru,se zvětšuji ve směru toku topného media.