RU2063584C1

RU2063584C1 - Dynamic calorifier

Info

Publication number: RU2063584C1
Authority: RU
Inventors: Александр Михайлович Фролов
Original assignee: Александр Михайлович Фролов
Priority date: 1992-06-01
Filing date: 1992-06-01
Publication date: 1996-07-10

Abstract

FIELD: heating of rooms. SUBSTANCE: prior to connecting the calorifier to electric line, it shall be filled with liquid through blank 13. Level of liquid is checked against level gauge 12. Evaporator 1 is filled simultaneously with water jacket 9. Liquid shall be at such level that heater 2 is fully submerged in it. After feeding voltage to heater 2, liquid boils in evaporator 1 and steam under pressure flows to steam line 4 where it gets on blades 6 making them rotate. Steam enters tubular heat exchanger 5 where it is cooled down and condensed being blown by flow of air; condensate drains over discharge pipe line 8 to water jacket 9, thus increasing the level of liquid in it; heated air from casing 7 rushes into room to be heated through directional bell mouth 14. EFFECT: enhanced efficiency. 2 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в быту для нагрева помещений. The invention relates to heat engineering and can be used in everyday life for heating rooms.

Известен отопительный радиатор, содержащий герметичный корпус с зонами испарения и конденсации, стенки последней из которых имеют предельные гофры [1] а также отопительный прибор, содержащий частично заполненный промежуточным теплоносителем герметичный корпус, разделенный горизонтальной перегородкой с паровыми каналами и конденсатопроводом на испарительный и конденсационный отсеки, в первом из которых установлен нагреватель [2]
Недостатком указанных устройств является то, что тепло, отдаваемое при конденсации пара, передается в окружающую среду посредствам конвективного теплообмена между нагретой стенкой и воздухом, что приводит к локальному нагреву помещений и перерасходу электроэнергии.Known heating radiator containing a sealed enclosure with zones of evaporation and condensation, the walls of the latter of which have limit corrugations [1] as well as a heating device containing a sealed enclosure partially filled with intermediate coolant, separated by a horizontal partition with steam channels and a condensate conduit into evaporation and condensation compartments, in the first of which a heater is installed [2]
The disadvantage of these devices is that the heat released during condensation of the steam is transferred to the environment through convective heat transfer between the heated wall and the air, which leads to local heating of the premises and excessive energy consumption.

Наиболее близким аналогом (прототипом) является установка для воздушного отопления, включающая резервуар с электродами, опущенными в воду, соединенный с вертикальными трубами, заключенными в кожух, в полости которого установлен вентилятор. При включении электрического тока за счет нагрева воды происходит выделение пара, который поднимается по вертикальным трубам (теплообменник) и, обдуваясь потоком воздуха, создаваемого вентилятором, конденсируется, стекая обратно в резервуар. При этом, охлаждая систему труб теплообменника, воздух нагревается и, поступая под напором в помещение, отапливает его [3]
Недостатком прототипа является то, что для создания потока воздуха используется вентилятор, приводимый в действие электромотором, что также ведет к перерасходу электроэнергии.The closest analogue (prototype) is an installation for air heating, including a tank with electrodes dipped in water, connected to vertical pipes enclosed in a casing in the cavity of which a fan is installed. When you turn on the electric current due to heating of water, steam is released, which rises through vertical pipes (heat exchanger) and, having blown by the stream of air created by the fan, condenses, flowing back into the tank. At the same time, cooling the pipe system of the heat exchanger, the air heats up and, coming under pressure into the room, heats it [3]
The disadvantage of the prototype is that to create an air flow, a fan is used, driven by an electric motor, which also leads to an excessive consumption of electricity.

Целью изобретения является устранение отмеченных недостатков за счет того, что лопасти вентилятора установлены непосредственно на паропроводе между испарителем и трубчатым теплообменником, при выкипании части жидкости в испарителе нагреватель оголяется, а конденсат стекает в водяную рубашку, сообщенную с испарителем в нижней части через обратный кланам, при этом в воздушней подушке испарителя установлено реле температуры. The aim of the invention is to remedy the noted drawbacks due to the fact that the fan blades are installed directly on the steam line between the evaporator and the tubular heat exchanger, when a part of the liquid in the evaporator is boiled away, the heater is exposed, and the condensate flows into the water jacket communicated with the evaporator in the lower part through the reverse clans, a temperature switch is installed in the air cushion of the evaporator.

Сущность изобретения основана на том, что для создания потока воздуха используется энергия пара, которая раскручивает лопасти установленного на паропроводе вентилятора, обеспечивая тем самым динамический отвод тепла от калорифера и прогрев помещения при одновременной экономии материальных средств и электрической энергии. The essence of the invention is based on the fact that steam energy is used to create an air flow, which spins the blades of a fan installed on the steam line, thereby providing a dynamic heat removal from the air heater and heating the room while saving material resources and electric energy.

На чертеже представлено предлагаемое устройство. The drawing shows the proposed device.

Устройство состоит из испарителя 1 с установленными в нем нагревателем 2 и реле температуры 3. В верхней части испаритель 1 соединен с паропроводом 4 и трубчатым теплообменником 5, причем непосредственно на паропроводе 4 установлены лопасти вентилятора 6. Все перечисленные элементы размещены в кожухе 7. Конденсат из трубчатого теплообменника стекает по отводящему трубопроводу 8 в водяную рубашку 9, сообщенную с помощью подводящего трубопровода 10 и обратного клапана 11 с испарителем 1 в нижней его части. На водяной рубашке установлен уровнемер 12 и заглушка для заполнения (слива) жидкости 13. Сверху на кожухе 7 крепится направляющий раструб 14. The device consists of an evaporator 1 with a heater 2 installed and a temperature switch 3. In the upper part, the evaporator 1 is connected to the steam line 4 and a tubular heat exchanger 5, and fan blades 6 are installed directly on the steam line 4. All of the above elements are located in the casing 7. Condensate from a tubular heat exchanger flows down through a discharge pipe 8 into a water jacket 9, communicated by means of a supply pipe 10 and a check valve 11 with an evaporator 1 in its lower part. A level gauge 12 and a plug for filling (draining) the liquid 13 are mounted on the water jacket. On top of the casing 7 is a guide bell 14.

Необходимо отметить, что все внутренние полости, сообщающиеся с жидкостью или паром, герметичны. It should be noted that all internal cavities communicating with liquid or vapor are airtight.

Устройство работает следующим образам. The device operates as follows.

Перед включением калорифера в сеть его заполняют жидкостью через заглушку 13, при этом контроль за уровнем жидкости осуществляется по уровнемеру 12. Вместе в водяной рубашкой 9 одновременно заполняется испаритель 1 (сообщающиеся сосуды), причем уровень жидкости определяется положением нагревателя 2, который должен быть погружен в жидкость полностью. Before connecting the air heater to the network, it is filled with liquid through the plug 13, while the liquid level is monitored by the level gauge 12. Together in the water jacket 9, the evaporator 1 (communicating vessels) is simultaneously filled, and the liquid level is determined by the position of the heater 2, which should be immersed in liquid completely.

После подачи напряжения на нагреватель 2 жидкость в испарителе 1 закипает и пар под давлением поступает в паропровод 4, где, попадая на лопатки вентилятора 6, раскручивает их, при этом конструкция вентилятора 6 состоит из внутренних лопастей или магнитной вертушки, установленных непосредственно в герметичном паропроводе 4, и наружных лопастей, соединенных с внутренними лопастями (вертушкой) посредством оси, уплотненной герметичной манжетой, или за счет ЭДС, наводимой при вращении магнитной вертушки. Затем пар поступает в трубчатый теплообменник 5, где за счет обдува потоком воздуха, создаваемого вентилятором 6, охлаждается и конденсируется, стекая по отводящему трубопроводу 8 в водяную рубашку 9, увеличивая уровень жидкости в ней, а нагретый воздух из кожуха 7 по направляющему раструбу 14 устремляется в обогреваемое помещение. After applying voltage to the heater 2, the liquid in the evaporator 1 boils and steam under pressure enters the steam line 4, where, getting on the blades of the fan 6, untwists them, while the design of the fan 6 consists of internal blades or a magnetic spinner installed directly in the sealed steam line 4 , and the outer blades connected to the inner blades (turntable) by means of an axis sealed with a sealed cuff, or due to the EMF induced during rotation of the magnetic turntable. Then the steam enters the tubular heat exchanger 5, where it is cooled and condensed by blowing with a stream of air created by the fan 6, flowing down the discharge pipe 8 into the water jacket 9, increasing the liquid level in it, and the heated air from the casing 7 rushes through the guide bell 14 in a heated room.

После выкипания части жидкости из испарителя 1 и оголения нагревателя 2 процесс кипения заканчивается и жидкость остывает, при этом падает давление пара в воздушной подушке испарителя 1 и жидкость за счет гидростатического столба начинает поступать из водяной рубашки 9 по подводящему трубопроводу 10 и через обратный клапан 11 в испаритель 1. При этом нагреватель 2 снова погружается в жидкость и весь процесс повторяется. After boiling part of the liquid from the evaporator 1 and exposing the heater 2, the boiling process ends and the liquid cools, while the vapor pressure in the air cushion of the evaporator 1 drops and the liquid begins to flow from the water jacket 9 through the inlet pipe 10 and through the check valve 11 to evaporator 1. In this case, the heater 2 is again immersed in the liquid and the whole process is repeated.

Установка обратного клапана 1 позволяет обеспечивать направленное движение пара из испарителя 1 по паропроводу 4, а реле температуры 3, установленное в воздушной подушке испарителя 1 (т. к. пар имеет более высокую температуру, чем жидкость) обеспечивает поддержание требуемого избыточного давления пара за счет включения и выключения нагревателя 2 при достижении максимально допустимой температуры пара. Например, при температуры кипения воды 120^oC давление пара составляет приблизительно 2,0 ат, что вполне достаточно для обогрева помещения и создания напора, обеспечивающего раскрутку лопастей вентилятора 6.Installing a non-return valve 1 allows you to provide directional movement of steam from the evaporator 1 through the steam line 4, and the temperature switch 3 installed in the air cushion of the evaporator 1 (because the steam has a higher temperature than the liquid) ensures the maintenance of the required excess steam pressure by switching on and turning off the heater 2 when the maximum permissible temperature of the steam is reached. For example, at a boiling point of water of 120 ^o C, the vapor pressure is approximately 2.0 atm, which is quite enough to heat the room and create a pressure that ensures the promotion of the fan blades 6.

Эффективность устройства связана с созданием комфортных условий в помещении за короткий промежуток времени при экономии материальных ресурсов и электрической энергии. The effectiveness of the device is associated with the creation of comfortable conditions in the room for a short period of time while saving material resources and electric energy.

Claims

1. A dynamic air heater containing an evaporator with steam and liquid volumes, in the last of which a heater is installed, as well as a heat exchanger communicated with the evaporator by steam conduit, a casing in the cavity of which fan blades are installed, characterized in that the fan blades are installed on the steam line between heat exchanger and evaporator, the heater is completely immersed in the liquid volume of the evaporator, in communication with the heat exchanger through a check valve.

2. The heater according to claim 1, characterized in that it further comprises a temperature relay located in the vapor volume of the evaporator.