CS276158B6 - high-temperature recuperator - Google Patents

Description

Vynález se týká vysokoteplotního rekuperátoru, určeného pro ohřev vzduchu.

Pro ohřev vzduchu u průmyslových pecí jsou známy převážně rekuperátory konvenčního typu, tvořené zejména žárovzdornými trubkami. Pro vyšší teploty ohřevu se používají rekuperátory sálavého typu, tvořené ze žárovzdorných plechů nebo trubek. Nevýhodou těchto zařízení je poměrně značná hmotnost a rozměrnost na jednotku výkonu. Použité materiály a konstrukce současných rekuperátorů neumožňují bez rizika dosažení předehřevu vzduchu nad 600 °C. Další nevýhodou jsou relativně vysoké pořizovací náklady a nízká životnost zařízení.

Je znám rekuperátor typu trubka v trubce pro vysoké teploty podle patentu US 4 263 266, jehož nevýhodou je značná netěsnost a relativně nízká teplosměnná plocha, což si vyžaduje velké stavební rozměry rekuperátoru a zvyšuje pořizovací náklady. Dále je znám výměník tepla podle čs. autorského osvědčení č. 235 741 s vnitřní žebrovanou trubkou, jehož nevýhodou je, že teplosměnná plocha vnější trubky, přes kterou je přenášeno teplo ze spalin na vzduch, je velmi nízká, čímž klesá podstatně účinnost rekuperátoru a narůstají jeho rozměry a náklady.

Uvedené nedostatky jsou do značné míry odstraněny vysokoteplotním rekuperátorem se vzduchovou rozváděči komorou, situovanou mezi sběrnou komoru a spalinovou komoru, s vnějšími a vnitřními trubkami podle vynálezu, jehož podstatou je, že vnější trubky rekuperátoru jsou opatřeny přerušovanými vnějšími žebry a vnitřními žebry. Tato žebra jsou rovnoběžná s podélnými osami trubek. Osy všech trubek rekuperátoru jsou rovnoběžné. Vzdálenost os libovolných dvou sousedních trubek je rovna 0,9 až 1,3 vnějšího průměru žebrované^-trubky. Vnější průměr vnějších žeber vnější trubky je k vnitřnímu průměru vnitřních žeber vnější trubky v poměru 1,2 až 1,8. .

Hlavními výhodami· řešení podle vynálezu je možnost dosažení, vysokého, ohřevu vzduchu, . . . které přináší značné tepelné úspory u tepelného spotřebiče, například průmyslové pece. Konstrukcí rekuperátoru podle vynálezu je umožněno dosažení vysokých tepelných přenosů při minimálních stavebních rozměrech a nízkých pořizovacích nákladech. Řešení zajišťuje vysokou životnost rekuperátoru a umožňuje opravitelnost tepelně nejexponovanějších částí.

Příkladné provedení je znázorněno na připojených výkresech, kde na obr. 1 je celkové uspořádání rekuperátoru v přívodním kanále, na obr. 2 je příčný průřez teplosměnné části rekuperátoru a na obr. 3 je detailní uspořádání tří sousedních trubek.

Vysokoteplotní rekuperátor pro ohřev vzduchu sestává ze vzduchové rozváděči komory £, situované mezi sběrnou komoru 2 ^a spalinovou komoru 2· ^Ma mezistěnu mezi rozváděči komoru 1 a spalinovou komoru 2 jsou uchyceny (například přivařeny) vnější trubky £ s podélnými vnějšími žebry 2 ^a vnitřními žebry 2· Na mezistěnu mezi sběrnou komorou 2 a rozváděči komorou 2 jsou uchyceny vnitřní trubky 2· ^v libovolném místě pláště rozváděči komory 2 je umístěn přívod 22 vzduchu. V libovolném místě pláště sběrné komory 2 js umístěn vývod £ vzduchu. Na stěně spalinové komory 2 js situován odvod 10 spalin. Blok vnějších trubek 2 je na obvodě zčásti ohraničen pláštěm 12, zčásti obezdívkou 11, tvořící zároveň přívodní kanál 2 spalin.

Teplosměnný proces probíhá tak, že spaliny z neznázorněného spotřebiče jsou k rekuperátoru přiváděny přívodním kanálem 2 spalin, ze kterého vstupují do meziprostoru, tvořeného vnějšími trubkami £ a vnitřním povrchem obezdívky 11 nebo pláště 2?.· Postupným tokem podél vnějších trubek £, opatřených pro zvýšení teplosměnné plochy vnějšími žebry £, dochází k přestupu tepla ze spalin na vnější trubky £. Vysoká intenzita přestupu tepla je dosažena přerušováním žeber, které zvyšuje turbulenci proudu, a tím i přestupní součinitel tepla. Ochlazené spaliny vstupují do spalinové komory 2« odkud jsou přes odvod 10 spalin odsávány do komína.

Vstupující vzduch je přes přívod 13 vzduchu vháněn do vzduchové rozváděči komory 2« odkud proudí mezikružím mezi vnější trubkou £ s přerušovanými vnitřními žebry 1_ a vnitřní trubkou 5, přičemž intenzivně odebírá z povrchu trubek teplo předané jim spalinami. Ohřátý vzduch se na konci trubky obrací a proudí vnitřní trubkou 2 zpět do sběrné komory 2« ^ze které přes vývod 2 vzduchu vystupuje do místa jeho spotřeby.

p .

CS 276 15Θ B6 ' .2

Vzdálenost os sousedních vnějších trubek £ je rovna 0,9 až 1,3 vnějšího průměru vnějších žeber £ vnější trubky £. Vnější průměr vnějších žeber £ je k vnitřnímu průměru vnitřních žeber £ v poměru 1,2 až 1,8.

Velkou předností rekuperátoru podle vynálezu je i široká variabilita, spočívající v tom, že podle požadavků odběratele lze sestavit rekuperátor o potřebném počtu trubek s délkou, uzpůsobenou tlakovým poměrům spalin a vzduchu, takže lze konstrukci prakticky přizpůbit téměř všem průmyslovým pecím. .

Rekuperátor je vhodný zejména pro použití u průmyslových pecí za účelem podstatného snížení spotřeby paliva, široká variabilita provedení a malé stavební rozměry umožňují jeho použití i při rekonstrukci starších spotřebičů.

Claims (4)

1. PATENTOVÁ NÁROKY

   1. Vysokoteplotní rekuperátor se vzduchovou rozváděči komorou, situovanou mezi sběrnou komoru a spalinovou komoru, s vnějšími trubkami a vnitřními trubkami, vyznačující se tím, že vnější trubky (4) rekuperátoru jsou opatřeny přerušovanými vnějšími žebry (6) a přerušovanými vnitřními žebry (7), uspořádanými rovnoběžně s podélnými osami trubek (4,5).
2. 2. Vysokoteplotní rekuperátor podle bodu 1, vyznačující se tím, že osy všech trubek (4,5) jsou rovnoběžné.
3. 3. Vysokoteplotní, rekuperátor podle bodů 1 a 2, vyznačující se tím, že vzdálenost os sousedních vnějších trubek (4) je rovna 0,9 až 1^3 vnějšího průměru vnějších žeber (6) vnější ’ trubky (4).
4. 4. Vysokoteplotní rekuperátor podle bodů 1 až 3, vyznačující se tím, že vnější průměr vnějších žeber (6) je k vnitřnímu průměru vnitřních žeber (7) v poměru 1,2 až 1,8.