RU2386905C1 - Heat generator - Google Patents
Heat generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2386905C1 RU2386905C1 RU2008134820/06A RU2008134820A RU2386905C1 RU 2386905 C1 RU2386905 C1 RU 2386905C1 RU 2008134820/06 A RU2008134820/06 A RU 2008134820/06A RU 2008134820 A RU2008134820 A RU 2008134820A RU 2386905 C1 RU2386905 C1 RU 2386905C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heat
- heat exchange
- heat exchanger
- pipe
- heat generator
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Heat-Exchange Devices With Radiators And Conduit Assemblies (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплоэнергетическим устройствам и, в частности, к устройствам для нагрева воздуха, предназначенным для использования в системах воздушного отопления бытовых и производственных помещений.The invention relates to heat power devices and, in particular, to devices for heating air, intended for use in air heating systems of domestic and industrial premises.
Известны нагреватели воздуха, содержащие корпус, центральный канал для прохода горячих дымовых газов и кольцевой канал для прохода нагреваемого воздуха. Кольцевой канал снабжен турбулизатором, выполненным в виде гофрированной сетки, причем гофры размещены поперечно воздушному потоку (см. авт.св. СССР N896325, кл. F23L 15/04, опубликовано 07.01.1982 года, бюл. №1). К недостаткам аппаратов данного типа относятся малая интенсивность теплопередачи и повышенное сопротивление кольцевого канала для прохода воздуха, связанные с описанным выше расположением турбулизатора.Known air heaters containing a housing, a Central channel for the passage of hot flue gases and an annular channel for the passage of heated air. The annular channel is equipped with a turbulator made in the form of a corrugated mesh, and the corrugations are placed transversely to the air flow (see ed. St. USSR N896325, class F23L 15/04, published January 7, 1982, bull. No. 1). The disadvantages of this type of apparatus include the low heat transfer rate and the increased resistance of the annular channel for air passage associated with the location of the turbulator described above.
Известен теплогенератор, включающий размещенную по оси корпуса камеру сгорания и кольцевые каналы для прохода нагреваемого воздуха и дымовых газов. Камера сгорания снабжена топливосжигающим устройством, кольцевой канал для прохода нагреваемого воздуха - турбулизатором, выполненным в виде гофрированной сетки с гофрами, размещенными поперечно потоку воздуха (см. авт.св. СССР, N SU 1545051 A1, кл. F26B 23/02, опубликовано 23.02.1990 года, бюл. №7). Основными недостатками данной конструкции являются повышенное сопротивление воздушного канала, связанное с установкой в нем поперечно гофрированной сетки, низкая интенсивность теплопередачи из-за неверного учета лимитирующей стадии и малый КПД, связанный с повышенной температурой дымовых газов на выходе из аппарата, особенно при попытках увеличения его теплопроизводительности. Перфорированная сетка выполняет роль турбулизатора и одновременно поверхности, воспринимающей лучистое тепло от стенок дымового канала и передающей его конвекцией воздушному потоку, пронизывающему сетку. При этом для сетки роль турбулизатора не является превалирующей. Размещение же сетки перпендикулярно к направлению воздушного потока при одновременной необходимости развития ее поверхности приводит к неоправданному повышению сопротивления при движении воздушного потока, что в свою очередь накладывает повышенные требования к напору, развиваемому тягодутьевым устройством на воздушном тракте и к перерасходу энергии для транспортирования нагреваемого воздуха.A heat generator is known, including a combustion chamber located on the axis of the housing and annular channels for the passage of heated air and flue gases. The combustion chamber is equipped with a fuel burning device, the annular channel for the passage of heated air is a turbulator made in the form of a corrugated mesh with corrugations placed transversely to the air flow (see ed. St. USSR, N SU 1545051 A1, class F26B 23/02, published 23.02 .1990, bull. No. 7). The main disadvantages of this design are the increased resistance of the air channel associated with the installation of a transversely corrugated mesh in it, low heat transfer intensity due to incorrect consideration of the limiting stage and low efficiency associated with an increased temperature of the flue gases at the outlet of the apparatus, especially when trying to increase its heat output . The perforated mesh acts as a turbulator and at the same time as a surface that receives radiant heat from the walls of the smoke channel and conveys it by convection to the air flow penetrating the mesh. Moreover, for the grid, the role of the turbulator is not prevailing. Placing the grid perpendicular to the direction of the air flow, while simultaneously developing its surface, leads to an unjustified increase in resistance during the movement of the air flow, which in turn imposes increased demands on the pressure developed by the blower device on the air duct and on the energy expenditure for transporting heated air.
Известен нагреватель воздуха, содержащий радиационную и конвективную часть, конвективная часть выполнена в виде трубчатки с дымовыми коллекторами (распределительными головками), а радиационная часть - в виде многоветвевой трубы, охваченной сетчатым турбулизатором, причем радиационная часть теплообменника размещена внутри трубчатой конвективной части (см., патент России №2145037, дата опубликования - 27.01.2000 года). Основной недостаток данной конструкции состоит в сниженной эффективности из-за малой скорости воздуха, поскольку и радиационная и конвективная части теплообменника размещены в общем объеме.A known air heater containing a radiation and convective part, the convective part is made in the form of a tube with smoke collectors (distribution heads), and the radiation part is in the form of a multi-branch pipe covered by a mesh turbulator, and the radiation part of the heat exchanger is placed inside the tubular convective part (see, Russian patent No. 2145037, publication date - 01/27/2000). The main disadvantage of this design is the reduced efficiency due to the low air velocity, since both the radiation and convective parts of the heat exchanger are located in the total volume.
Наиболее близким к настоящему изобретению является теплогенератор по патенту России №2126942 (опубликован 27.02.1999 года, бюл. №6). Данный аппарат также содержит установленный в корпусе многоветвевой дымовой канал, точнее теплообменные трубы, связанные внутри корпуса аппарата калачами. Теплообменные трубы снабжены сетчатыми профилированными экранами. Основным преимуществом теплогенератора данного типа является размещение теплообменных труб дымового канала и конвективной части теплообменника в разных объемах внутри корпуса. Это в значительной мере повышает теплоотдачу к воздушному потоку путем конвекции от собственно теплообменных труб дымового канала, сетчатых экранов и внутренних стенок корпуса. Повышены скорости воздуха и в собственно конвективной части аппарата. Недостатки теплогенератора по патенту России №2126942 состоят в заниженной скорости дымовых газов в собственно конвективной части аппарата, а, следовательно, в недостаточной эффективности его работы. Недостаточна надежность аппарата из-за угрозы прогорания, в основном, первой трубы дымового канала. Недостаточно развита теплообменная поверхность дымового канала на всем его протяжении. Кроме того, при установке определенного типа топливосжигающих устройств с развитым закручиванием горючей смеси недостатком аппарата может явиться наличие оребрения в первой по ходу дымовых газов теплообменной трубе.Closest to the present invention is a heat generator according to the patent of Russia No. 2126942 (published on 02.27.1999, bull. No. 6). This apparatus also contains a multi-branch smoke channel installed in the housing, more precisely, heat-exchange pipes connected inside the apparatus of the kalach. Heat transfer pipes are equipped with profiled mesh screens. The main advantage of this type of heat generator is the placement of the heat exchanger tubes of the smoke channel and the convective part of the heat exchanger in different volumes inside the housing. This significantly increases the heat transfer to the air flow by convection from the heat exchanger pipes of the smoke channel, mesh screens and the inner walls of the housing. Air speeds are also increased in the convective part of the apparatus itself. The disadvantages of the heat generator according to the patent of Russia No. 2126942 consist in the underestimated speed of the flue gases in the convective part of the apparatus itself, and, therefore, in the insufficient efficiency of its operation. The reliability of the apparatus is insufficient due to the threat of burnout, mainly of the first chimney pipe. The heat exchange surface of the smoke channel is not sufficiently developed along its entire length. In addition, when installing a certain type of fuel-burning devices with developed twisting of the combustible mixture, a drawback of the apparatus may be the presence of fins in the first heat exchange pipe along the flue gases.
Задача, решаемая настоящим изобретением, состоит в создании улучшенной конструкции теплогенератора.The problem solved by the present invention is to create an improved design of the heat generator.
Технический результат заключается в улучшении теплотехнических и гидродинамических характеристик теплогенератора, увеличении КПД, интенсификации процессов теплопередачи, увеличении надежности работы.The technical result consists in improving the thermotechnical and hydrodynamic characteristics of the heat generator, increasing efficiency, intensifying heat transfer processes, increasing reliability.
Указанный технический результат достигается за счет того, что теплогенератор содержит корпус с отверстиями для входа и выхода нагреваемого воздуха и патрубком топливосжигающего устройства, размещенный внутри корпуса трубчатый дымовой канал, выполненный в виде снабженных с наружной стороны профилированными экранами и соединенных между собой калачами теплообменных труб, и конвективный теплообменник с теплообменными элементами, газораспределительными головками и дымовой трубой, причем конвективный теплообменник выполнен двухходовым, дымовой канал, первый и второй ход конвективного теплообменника размещены последовательно вдоль корпуса теплогенератора, верхняя распределительная головка первого хода соединена с последней по ходу дымовых газов тепло-обменной трубой, отдельно расположенная верхняя распределительная головка второго хода соединена с дымовой трубой, единая для обоих ходов нижняя распределительная головка снабжена штуцером для отвода конденсата, а патрубок топливосжигающего устройства, первая по ходу дымовых газов теплообменная труба и примыкающий к ней калач снабжены фланцами. Между верхней распределительной головкой второго хода и дымовой трубой установлен переходный сильфон. Теплообменные трубы выполнены из последовательно соединенных между собой U и V-образных элементов, причем полки U-образных элементов снабжены прорезями. В местах соединения патрубка топливосжигающего устройства с первой по ходу дымовых газов теплообменной трубой и теплообменных труб с калачами теплообменные трубы снабжены клинообразными сглаживающими элементами, причем широкий торец сглаживающих элементов размещен на уровне внутренних окружностей патрубка топливосжигающего устройства и калачей, а узкий торец - во впадинах U-образных элементов. Корпус снабжен облицовкой, а между корпусом и облицовкой размещен теплостойкий прокладочный материал. Первая по ходу газов теплообменная труба дымового канала выполнена гладкостенной. Между фланцем патрубка топливосжигающего устройства и передним фланцем теплообменной трубы установлен снабженный фланцами диффузор, а между задним фланцем и фланцем примыкающего к первой теплообменной трубе калача установлен снабженный фланцами конфузор. Последняя по ходу газов теплообменная труба дымового канала выполнена гофрированной в продольном или поперечном направлениях. При выполнении теплообменных элементов конвективного теплообменника в виде гладкостенных труб последние снабжены плотно прилегающими к внутренней поверхности пружинами.The specified technical result is achieved due to the fact that the heat generator contains a housing with holes for the inlet and outlet of the heated air and a nozzle of the fuel burning device, a tubular smoke channel located inside the housing, made in the form of profiled screens provided from the outside and interconnected by heat exchanging pipes, and convective heat exchanger with heat exchange elements, gas distribution heads and a chimney, moreover, convective heat exchanger is made two-way m, the chimney, the first and second strokes of the convective heat exchanger are placed sequentially along the body of the heat generator, the upper distribution head of the first stroke is connected to the last heat exchange pipe along the flue gases, the separately located upper distribution head of the second stroke is connected to the chimney, common for both moves the lower distribution head is equipped with a nozzle for condensate drainage, and the nozzle of the fuel burning device, the first heat exchange pipe along the flue gases and adjacent her bun with a flange. A transition bellows is installed between the upper distribution head of the second stroke and the chimney. Heat transfer tubes are made of U and V-shaped elements connected in series with each other, and the shelves of the U-shaped elements are provided with slots. At the junction of the nozzle of the fuel burning device with the first heat exchange pipe along the flue gas and the heat exchange pipes with heat pipes, the heat exchange pipes are equipped with wedge-shaped smoothing elements, with a wide end of the smoothing elements placed at the level of the inner circumferences of the pipe of the fuel burning device and felts, and a narrow end in the depressions U- shaped elements. The casing is provided with a lining, and a heat-resistant cushioning material is placed between the casing and the lining. The first gas exchange heat pipe of the smoke channel is smooth-walled. A flange-mounted diffuser is installed between the flange of the nozzle of the fuel burning device and the front flange of the heat exchanger pipe, and a flange-mounted confuser is installed between the rear flange and the flange of the adjacent kalach pipe. Last along the gases, the heat exchange pipe of the smoke channel is made corrugated in the longitudinal or transverse directions. When performing heat-exchange elements of a convective heat exchanger in the form of smooth-walled pipes, the latter are equipped with springs that are closely adjacent to the inner surface.
Сущность настоящего изобретения состоит в следующем.The essence of the present invention is as follows.
Эффективность работы теплогенератора во многом определяется эффективностью работы собственно конвективной части. Теплообменные элементы конвективного теплообменника возможно изготавливать, в основном, в виде обычных труб или в виде плоских каналов. Применение труб является более технологичным при изготовлении, хотя и более дорогим вариантом. Кроме того, применение плоских каналов при определенных нагрузках по дымовым газам и воздуху зачастую приводит к нежелательной вибрации стенок и, как следствие, к появлению шума. Тем не менее, при изготовлении теплогенератора принципиально приемлемы оба варианта. Изготовление конвективного теплообменника в реализованном в настоящее время виде с наличием теплообменных элементов, связанных двумя распределительными головками как по патенту России №2145037, так и по патенту России №2126942, приводит не только к нежелательным термическим напряжениям, но и к снижению скорости воздушного потока внутри теплообменных элементов. Предлагаемая в настоящем изобретении конструкция теплогенератора лишена этих недостатков. Изготовление конвективного теплообменника с двумя ходами по дымовым газам, наличие не связанных друг с другом индивидуально установленных верхних газораспределительных головок, возможность гибкой связи между верхней распределительной головкой второго хода и дымовой трубой, например, за счет установки сильфона, возможность дополнительной турбулизации воздушного потока за счет установки при трубном варианте теплообменных элементов плотно прилегающих к внутренней поверхности труб пружин - все это приводит к значительному улучшению теплообменных процессов в конвективном теплообменнике и увеличению надежности его работы. Известный прием увеличения скорости воздушного потока за счет двух ходов реализован в предлагаемой конструкции теплогенератора, а соответствующее размещение дымового канала и двух ходов конвективной части теплогенератора в корпусе практически не изменяет общие габариты и вес теплогенератора. При наличии двух не связанных между собой верхних газораспределительных головок полностью исключается при рабочих температурах потоков, присущих теплогенератору данного типа, возникновение неприемлемых термических напряжений в аппарате.The efficiency of the heat generator is largely determined by the efficiency of the convective part itself. The heat exchange elements of the convective heat exchanger can be made mainly in the form of ordinary pipes or in the form of flat channels. The use of pipes is more technologically advanced in the manufacture, although more expensive option. In addition, the use of flat channels under certain loads of flue gases and air often leads to undesirable wall vibrations and, as a result, noise. However, in the manufacture of a heat generator, both options are fundamentally acceptable. The manufacture of a convective heat exchanger in its present form with the presence of heat exchange elements connected by two distribution heads according to both Russian patent No. 2145037 and Russian patent No. 2126942 leads not only to undesirable thermal stresses, but also to a decrease in the air flow rate inside the heat exchange elements. Proposed in the present invention, the design of the heat generator is devoid of these disadvantages. Production of a convective heat exchanger with two flue gas strokes, the presence of individually mounted upper gas distribution heads, the possibility of flexible communication between the upper second distribution head and the chimney, for example, by installing a bellows, the possibility of additional turbulence of the air flow due to installation with the tubular version of the heat-exchange elements of the springs closely adjacent to the inner surface of the pipes, all this leads to a significant improvement in heat transfer processes in a convective heat exchanger and increase the reliability of its operation. The well-known method of increasing the air flow rate due to two strokes is implemented in the proposed design of the heat generator, and the corresponding placement of the smoke channel and two strokes of the convective part of the heat generator in the housing practically does not change the overall dimensions and weight of the heat generator. In the presence of two unrelated upper gas distribution heads, the occurrence of unacceptable thermal stresses in the apparatus is completely eliminated at operating temperatures of flows inherent to a heat generator of this type.
В настоящее время для работы теплогенератора описываемого типа все чаще применяют дизельное топливо. Температурные условия работы теплогенератора при этом становятся более жесткими по сравнению с работой на природном газе. Особенно это относится к первой теплообменной трубе дымового канала. При использовании как природного газа, так и дизельного топлива для работы теплогенератора целесообразно предусмотреть легкую замену первой теплообменной трубы, что имеет следствием повышение надежности аппарата. Наиболее приемлемым представляется применение обычных фланцевых соединений и организация при конструировании аппарата достаточно легкого доступа к этим соединениям.Currently, diesel fuel is increasingly being used to operate the heat generator of the type described. The temperature conditions of the heat generator in this case become more stringent in comparison with the work on natural gas. This is especially true for the first flue duct heat exchange pipe. When using both natural gas and diesel fuel for the operation of the heat generator, it is advisable to provide for an easy replacement of the first heat transfer pipe, which results in an increase in the reliability of the apparatus. The most acceptable is the use of conventional flange connections and the organization during the design of the apparatus rather easy access to these connections.
В ходе проведения исследовательских работ установлена целесообразность изготовления теплообменных труб дымового канала из последовательно связанных между собой U и V-образных элементов. Это имеет следствием значительное увеличение теплообменной поверхности при сохранении преимуществ наличия внутренних ребер. Для снятия термических напряжений предусмотрены прорези полок U-образных элементов. Однако при изготовлении теплообменных труб вышеприведенным образом в месте стыка теплообменных труб и калачей, изготавливаемых из элементов круглой формы, возникают условия для нежелательного повышения местного гидравлического сопротивления. В настоящем изобретении предусмотрено исключение в значительной мере этого недостатка за счет установки сглаживающих клинообразных элементов.In the course of the research work, the expediency of manufacturing heat exchange pipes of the smoke channel from successively connected U and V-shaped elements was established. This results in a significant increase in the heat exchange surface while maintaining the benefits of having internal ribs. To remove thermal stresses, slots for shelves of U-shaped elements are provided. However, in the manufacture of heat transfer tubes in the manner described above, at the junction of the heat transfer tubes and rolls made of round elements, conditions arise for an undesirable increase in local hydraulic resistance. The present invention substantially eliminates this disadvantage by installing smoothing wedge-shaped elements.
Следует особо указать и на следующие особенности заявляемого аппарата. В ходе практического использования теплогенераторов установлены определенные недостатки, связанные с установкой внутреннего оребрения на первой по ходу дымовых газов теплообменной трубе из-за нарушения естественных процессов горения топлива, поскольку некоторые типы применяемых горелок формируют активный вращающийся поток горючих газов на выходе. Поэтому в некоторых случаях следует признать целесообразным изготовление первой теплообменной трубы в обычном гладкостенном варианте. Некоторое повышение температуры стенки следует компенсировать при этом правильным выбором конструкционного материала. Кроме того, на последней (обычно третьей) теплообменной трубе установка внутренних ребер также может быть исключена при одновременном увеличении теплообменной поверхности. Для упрощения изготовления третьей теплообменной трубы и исключения значительной протяженности сварных соединений третья труба может быть выполнена гофрированной. При изготовлении первой теплообменной трубы дымового канала в гладкостенном варианте более приемлемо снижение гидравлического сопротивления за счет размещения между патрубком топливосжигающего устройства и теплообменной трубой диффузора, а между теплообменной трубой и последующим калачом - конфузора, поскольку диаметр собственно теплообменной трубы значительно превышает диаметр соответствующих элементов.You should especially indicate the following features of the claimed apparatus. During the practical use of heat generators, certain drawbacks were identified associated with the installation of internal fins on the first heat exchange pipe along the flue gas due to a violation of the natural processes of fuel combustion, since some types of burners used generate an active rotating flow of combustible gases at the outlet. Therefore, in some cases, it should be considered expedient to manufacture the first heat transfer tube in the usual smooth-walled version. A slight increase in wall temperature should be compensated with the right choice of structural material. In addition, the installation of inner ribs on the last (usually third) heat transfer pipe can also be eliminated while increasing the heat transfer surface. To simplify the manufacture of the third heat exchange pipe and to eliminate the significant length of the welded joints, the third pipe can be corrugated. In the manufacture of the first smoke channel heat exchange pipe in a smooth-walled version, it is more acceptable to reduce the hydraulic resistance due to the placement of a diffuser between the nozzle of the fuel burning device and the heat exchange pipe, and a confuser between the heat exchange pipe and the subsequent heat pipe, since the diameter of the heat exchange pipe itself significantly exceeds the diameter of the corresponding elements.
Конструкция теплогенератора по настоящему изобретению приведена на фиг.1, представляющей общий вид теплогенератора, фиг.2, представляющей разрез по I-I на фиг.1, и фиг.3, представляющей разрез по II-II на фиг.2.The design of the heat generator of the present invention is shown in figure 1, representing a General view of the heat generator, figure 2, representing a section along I-I in figure 1, and figure 3, representing a section along II-II in figure 2.
Теплогенератор включает корпус 1 с отверстием 2 для входа и отверстием 3 для выхода нагреваемого воздуха. Внутри корпуса 1 размещен трубчатый дымовой канал 4. Аппарат снабжен топливосжигающим устройством 5. В данном случае топливосжигающим устройством 5 является газовая горелка с наддувом, а трубчатый дымовой канал 4 выполнен в виде трех предпочтительно горизонтально установленных теплообменных труб 6, 7 и 8, соединенных калачами (двойными отводами) 9. Между корпусом 1 и дымовым каналом 4 образован канал для прохода нагреваемого воздуха - воздушный канал 10. Вокруг каждой теплообменной трубы 6, 7 и 8 дымового канала 4 размещены профилированные экраны 11, выполненные из гофрированной сетки. Гофры экранов 11 установлены вдоль осей теплообменных труб 6, 7 и 8. На приведенной фиг.1 представлен вариант с применением труб 6, 7 и 8, выполненых из последовательно соединенных между собой U-образных элементов 12 и V-образных элементов 13. Полки U-образных элементов 12 снабжены прорезями 14. Первая теплообменная труба 8 снабжена по торцам фланцами 15 и 16. Фланцем 17 снабжен и первый по ходу дымовых газов калач 9. Топливосжигающее устройство 5 установлено на патрубке 18. Размещенный внутри корпуса 1 торец патрубка 18 также имеет фланец 19. Между фланцами 15 и 19, 16 и 17 размещены прокладки 20 и 21. Верхняя теплообменная труба 6 связана с верхней газораспределительной головкой 22 первого хода 23 двухходового конвективного теплообменника. Единая для обоих ходов конвективного теплообменника нижняя распределительная головка 24 соединена с первым 23 и вторым ходом 25 конвективного теплообменника и снабжена штуцером 26 для отвода конденсата. Верхняя распределительная головка 27 второго хода 25 конвективного теплообменника установлена отдельно и не связана с какими-либо элементами корпуса 1 и верхней распределительной головкой 22. С верхней распределительной головкой 27 второго хода 25 через сильфон 28 связана дымовая труба 29. Трубчатые теплообменные элементы 30 первого 23 и второго 25 хода конвективного теплообменника в данном варианте конструкции теплогенератора снабжены плотно прилегающими к внутренним поверхностям трубчатых элементов 30 пружинами 31. Согласно вышеизложенному, дымовой канал 4, первый ход 23 и второй ход 25 конвективного теплообменника установлены последовательно по ходу дымовых газов внутри корпуса 1. В местах соединения патрубка 18 топливосжигающего устройства 5 с первой по ходу дымовых газов теплообменной трубой 8 и теплообменных труб 6, 7 и 8 с калачами 9 теплообменные трубы 6, 7 и 8 снабжены клинообразными сглаживающими элементами 32, причем широкий торец сглаживающих элементов 32 размещен на уровне внутренних окружностей патрубка 18 топливосжигающего устройства 5 и калачей 9, а узкий торец - во впадинах U-образных элементов 12. Корпус 1 теплогенератора снабжен облицовкой 33, а между корпусом 1 и облицовкой 33 размещен теплостойкий прокладочный материал 34.The heat generator includes a housing 1 with an
Как было указано ранее, возможны варианты выполнения первой теплообменной трубы 8 гладкостенной и третьей теплообменной трубы 6 - гофрированной. При применении гладкостенной первой теплообменной трубы 8 между патрубком 18 топливосжигающего устройства 5 и трубой 8 целесообразна для снижения гидравлического сопротивления установка диффузора. В этом же случае между первой теплообменной трубой 8 и последующим калачом 9 целесообразна для снижения гидравлического сопротивления установка конфузора (данный конструктивный вариант на приведенных чертежах не представлен).As indicated earlier, embodiments of the first heat-
Теплогенератор по настоящему изобретению работает следующим образом.The heat generator of the present invention operates as follows.
Природный газ сжигают в топливосжигающем устройстве 5, присоединенном к патрубку 18. Образующиеся дымовые газы поступают в размещенный внутри корпуса 1 дымовой канал 4, состоящий в данном случае из трех теплообменных труб 6, 7 и 8, связанных между собой калачами 9. Дымовые газы последовательно проходят теплообменные трубы 8, 7 и 6, верхнюю газораспределительную головку 22 первого хода 23 двухходового конвективного теплообменника, трубчатые элементы 30 первого хода 23, нижнюю единую для обоих ходов газораспределительную головку 24, трубчатые элементы 30 второго хода 25 конвективного теплообменника, верхнюю газораспределительную головку 27 второго хода 25, сильфон 28 и дымовую трубу 29. Через отверстие 2 для входа воздуха последний поступает в теплогенератор и в ходе перекрестного тока омывает трубчатые теплообменные элементы 30 второго хода 25 конвективного теплообменника и далее трубчатые теплообменные элементы 30 первого хода 23. Из конвективного теплообменника воздух поступает в воздушный канал 10 для прохода нагреваемого воздуха. Нагретый воздух покидает теплогенератор через отверстие 3.Natural gas is burned in a
Если теплоотдача от дымового газа в конвективном теплообменнике проходит, в основном, за счет конвекции, то процессы теплопередачи в зоне теплообменных труб 6, 7 и 8 носят более сложный характер. Теплопередача от дымового газа воздуху в этой зоне проходит за счет конвекции от поверхности теплообменных труб 6, 7 и 8, за счет теплоотдачи излучением от теплообменных труб 6, 7 и 8 экранам 11 и от экранов 11 и теплообменных труб 6, 7 и 8 внутренней поверхности корпуса 1 и опять-таки за счет конвективного отведения теплоты от поверхностей экранов 11 и корпуса 1. Естественно, представляется целесообразным максимально возможно развить поверхность экранов 11 и теплообменных труб 6, 7 и 8. С этой целью экраны 11 выполняют профилированными из гофрированной сетки. Экраны 11, таким образом, имеют вид многолучевой звезды. В свою очередь теплообменные трубы 6, 7 и 8 в данном варианте изготовлены из последовательно соединенных между собой U-образных элементов 12 и V-образных элементов 13, например, с помощью сварки. Снятие возможных термических напряжений осуществляется за счет прорезей 14 в полках U-образных элементов 12. Подобное изготовление теплообменных труб имеет еще одно значительное преимущество, а именно образование внутренних ребер, способствующих увеличению теплоотдачи от дымовых газов внутренней поверхности теплообменных труб 6, 7 и 8. В отдельных случаях настоящим изобретением предусмотрено изготовление первой по ходу дымовых газов теплообменной трубы 8 гладкостенной и последней теплообменной трубы 6 гофрированной.If the heat transfer from the flue gas in the convective heat exchanger takes place mainly due to convection, then the heat transfer processes in the area of the
Для легкой замены первой теплообменной трубы 8 последняя по торцам снабжена фланцами 15 и 16. Фланцами 19 и 17, соответственно, снабжен установленный внутри корпуса 1 торец патрубка 18 и первый по ходу дымовых газов калач 9. При формировании собственно фланцевого соединения, например, с помощью болтов, между фланцами 15 и 19 и 16 и 17 устанавливают жаростойкие прокладки 20 и 21.For easy replacement of the first
Для исключения значительных термических напряжений трубчатых теплообменных элементов 30 конвективного теплообменника верхние газораспределительные головки 22 и 27 установлены независимо друг от друга.To eliminate significant thermal stresses of the tubular
Для снижения гидравлического сопротивления дымового канала 4 в местах соединения патрубка 18 топливосжигающего устройства 5 с первой по ходу дымовых газов теплообменной трубой 8 и теплообменных труб 8, 7 и 6 с калачами 9 теплообменные трубы 8, 7 и 6 снабжены клинообразными сглаживающими элементами 32, причем широкий торец сглаживающих элементов размещен на уровне внутренних окружностей патрубка 18 топливосжигающего устройства 5 и калачей 9, а узкий торец - во впадинах U-образных элементов 12.To reduce the hydraulic resistance of the
Настоящим изобретением предусмотрена для этой же цели в случае исполнения теплообменной трубы 8 гладкостенной установка между фланцем 19 патрубка топливосжигающего устройства 18 и передним фланцем 15 теплообменной трубы 8 снабженного фланцами диффузора, а между задним фланцем 16 и фланцем 17 примыкающего к первой теплообменной трубе калача 9 - снабженного фланцами конфузора.The present invention provides for the same purpose in the case of the design of the heat exchange pipe 8 a smooth-walled installation between the
Надежность работы теплогенератора в настоящем изобретении повышена также благодаря оснащению нижней газораспределительной головки 24 штуцером 26 для отвода конденсата, вероятность образования которого в холодное время года не исключена.The reliability of the heat generator in the present invention is also enhanced by equipping the lower
Повышение коэффициента теплоотдачи к внутренней поверхности трубчатых элементов 30 достигается в настоящем изобретении размещением внутри трубчатых элементов 30 плотно прилегающих к поверхности пружин 31, исполняющих роль активных турбулизаторов.The increase in the coefficient of heat transfer to the inner surface of the
Исключение нагревания поверхности теплогенератора сверх допустимых значений достигнуто в настоящем изобретении за счет снабжения корпуса облицовкой 33 и размещения между собственно корпусом 1 и облицовкой 33 теплостойкого прокладочного материала 34.The exception of heating the surface of the heat generator in excess of the permissible values is achieved in the present invention by supplying the casing with a
Таким образом, отличительные признаки настоящего изобретения позволяют в полной мере достигнуть заявленного результата.Thus, the hallmarks of the present invention can fully achieve the claimed result.
Claims (9)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008134820/06A RU2386905C1 (en) | 2008-08-25 | 2008-08-25 | Heat generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2008134820/06A RU2386905C1 (en) | 2008-08-25 | 2008-08-25 | Heat generator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2386905C1 true RU2386905C1 (en) | 2010-04-20 |
Family
ID=46275286
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008134820/06A RU2386905C1 (en) | 2008-08-25 | 2008-08-25 | Heat generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2386905C1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2520274C1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Тепловей" | Recuperative air heater of revolving type |
| CN104676888A (en) * | 2015-01-16 | 2015-06-03 | 宗树林 | Energy-saving emission-reducing heating furnace |
| CN104930701A (en) * | 2015-06-18 | 2015-09-23 | 河南中农福安农业装备有限公司 | Clean hot-blast stove |
| RU2594942C1 (en) * | 2015-04-23 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославская государственная сельскохозяйственная академия" | Heat generator |
| RU2797614C1 (en) * | 2023-02-01 | 2023-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Portable air heater |
-
2008
- 2008-08-25 RU RU2008134820/06A patent/RU2386905C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2520274C1 (en) * | 2012-12-07 | 2014-06-20 | Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное объединение "Тепловей" | Recuperative air heater of revolving type |
| CN104676888A (en) * | 2015-01-16 | 2015-06-03 | 宗树林 | Energy-saving emission-reducing heating furnace |
| RU2594942C1 (en) * | 2015-04-23 | 2016-08-20 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ярославская государственная сельскохозяйственная академия" | Heat generator |
| CN104930701A (en) * | 2015-06-18 | 2015-09-23 | 河南中农福安农业装备有限公司 | Clean hot-blast stove |
| RU2797614C1 (en) * | 2023-02-01 | 2023-06-07 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" | Portable air heater |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2696418C1 (en) | Boiler with forced circulation | |
| US3916990A (en) | Gas turbine regenerator | |
| CN112460567A (en) | Gas boiler with concentric single pipe ring water-cooling combustion and heat exchange | |
| RU2386905C1 (en) | Heat generator | |
| RU2213307C2 (en) | Water boiler | |
| CN201014753Y (en) | Condensing heat converter | |
| RU2001132262A (en) | Hot water boiler | |
| CN115950094A (en) | Heat exchanger and water heater | |
| CN105066437B (en) | The complete wet back of the body central flame flame boiler of integral type | |
| RU183751U1 (en) | Heat exchanger | |
| RU53410U1 (en) | DEVICE FOR GAS AND OIL HEATING | |
| RU2158394C1 (en) | Heating boiler | |
| RU2110730C1 (en) | Barrel boiler | |
| EP1008819A2 (en) | Hot water generator for operation at low temperature | |
| RU182264U1 (en) | Rectangular cross-section boiler | |
| RU2296270C1 (en) | Air heater | |
| RU2249761C2 (en) | Boiler plant with a cylindrical boiler and a water-heater, a water-tube countercurrent cylindrical boiler with a convective beam, a ring-shaped sectional finned collector | |
| RU218987U1 (en) | WATER BOILER | |
| RU34235U1 (en) | Hot water tube heat exchanger | |
| CN219589166U (en) | Heat exchanger and water heater | |
| CN213021095U (en) | Flue gas condensation energy-saving device | |
| RU2164642C1 (en) | Hot-water boiler | |
| RU2146790C1 (en) | Water-tube water boiler | |
| RU2296919C2 (en) | Hot-water water-tube boiler | |
| CN213630503U (en) | Boiler overgrate air preheater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100826 |