RU2674225C1

RU2674225C1 - Regenerative gas heater

Info

Publication number: RU2674225C1
Application number: RU2017139735A
Authority: RU
Inventors: Анатолий Петрович Куршин; Николай Иванович Батура; Юрий Валентинович Карташев
Priority date: 2017-11-15
Filing date: 2017-11-15
Publication date: 2018-12-05

Abstract

FIELD: heating equipment.

SUBSTANCE: invention relates to heat engineering, and can be used in the development of regenerative gas heaters (RGH) for wind tunnels. Regenerative gas heater contains a nozzle with a heat-accumulating element located in a casing gas-tight along the lateral surface, sealed in a housing at the gas outlet end. Heat-accumulating element is made in the form of one or several rolls, including one or several sections, the roll consists of a metal strip with holes located on its surface and with elements of distancing the roll layers from each other, the spacer elements are made in the form of tapes with either transverse corrugations or protrusions on their surfaces, with the tapes arranged between the layers of the roll at some distance from each other along the axis of the nozzle. Heat-accumulating element of the nozzle may consist of rolls of different diameters of the same length located inside the casing, the spaces between the outer surfaces of the rolls are filled with permeable porous media or from successive sections with different porosities, which increase in the direction of the gas outlet.

EFFECT: simplification of the heater design, its manufacturing and operation processes.

3 cl, 3 dwg

Description

Регенеративный подогреватель газаRegenerative Gas Heater

Изобретение относится к теплотехнике, а именно к регенеративным подогревателям газа (РНГ) и может быть использовано при разработке регенеративных подогревателей газа для аэродинамических труб.The invention relates to heat engineering, namely to regenerative gas heaters (RNG) and can be used in the development of regenerative gas heaters for wind tunnels.

Известен кауперный нагреватель газа, принятый за прототип, у которого теплоаккумулирующая насадка выполнена в виде цилиндра, герметично уплотненного в корпусе у торца выхода газа, а теплоаккумулирующий элемент выполнен из тонкой металлической полосы в виде рулона с элементами дистанциирования слоев рулона друг от друга (патент на изобретение РФ №2251057, МПК F24H 7/02, 2003 г.).A gas cooler heater is known, adopted for the prototype, in which the heat storage nozzle is made in the form of a cylinder hermetically sealed in the housing at the end of the gas outlet, and the heat storage element is made of a thin metal strip in the form of a roll with elements for spacing the layers of the roll from each other (patent for the invention RF №2251057, IPC F24H 7/02, 2003).

Недостатком известного нагревателя газа является то, что с увеличением размеров насадки усложняется процесс изготовления и эксплуатации нагревателя, а с увеличением температуры разогрева насадки существенно возрастает гидравлическое сопротивление нагревателя при протекании через него газа, что ограничивает область его применения.A disadvantage of the known gas heater is that with an increase in the size of the nozzle, the manufacturing and operation of the heater becomes more complicated, and with an increase in the temperature of the heating of the nozzle, the hydraulic resistance of the heater increases when gas flows through it, which limits its scope.

Задачей и техническим результатом настоящего изобретения является создание регенеративного подогревателя газа, позволяющего упростить его конструкцию, процесс изготовления и эксплуатации, улучшить технические характеристики.The objective and technical result of the present invention is the creation of a regenerative gas heater, which allows to simplify its design, the manufacturing process and operation, to improve technical characteristics.

Решение поставленной задачи и указанный технический результат достигаются тем, что в регенеративном подогревателе газа, содержащем насадку с теплоаккумулирующим элементом в виде одного или нескольких рулонов, в том числе, в виде одной или нескольких секций, рулон состоит из металлической полосы с элементами дистанцирования слоев рулона друг от друга, расположенным в газонепроницаемом по боковой поверхности кожухе, уплотненным в корпусе у торца выхода газа, полоса рулона содержит отверстия, расположенные на ее поверхности, а дистанцирующие элементы выполнены в виде лент либо с поперечными гофрами, либо с выступами на ее поверхностях, причем ленты располагаются между слоями рулона на некотором расстоянии друг от друга по оси насадки.The solution of the problem and the specified technical result are achieved in that in a regenerative gas heater containing a nozzle with a heat storage element in the form of one or more rolls, including, in the form of one or more sections, the roll consists of a metal strip with elements for spacing the layers of the roll each from a friend, located in a gas-tight casing on the side surface, sealed in the housing at the end of the gas outlet, the strip of the roll contains holes located on its surface, and The supporting elements are made in the form of tapes either with transverse corrugations or with protrusions on its surfaces, the tapes being located between the layers of the roll at a certain distance from each other along the axis of the nozzle.

Теплоаккумулирующий элемент насадки может состоять из рулонов разного диаметра одной длины, расположенных внутри кожуха, при этом пространства между наружными поверхностями рулонов заполнены проницаемыми пористыми средами, также теплоаккумулирующий элемент насадки может быть выполнен из последовательно расположенных секций с различной пористостью, которая возрастает к торцу, из которого выходит газ.The heat storage element of the nozzle may consist of rolls of different diameters of the same length located inside the casing, while the spaces between the outer surfaces of the rolls are filled with permeable porous media, and the heat storage element of the nozzle can be made of successive sections with different porosities, which grow towards the end, from which gas comes out.

Предлагаемые схемы регенеративного подогревателя газа приведены на фиг. 1-3.The proposed schemes for a regenerative gas heater are shown in FIG. 1-3.

Регенеративный подогреватель, приведенный на фиг. 1, содержит корпус 1, на внутренней поверхности которого расположены элементы теплоизоляции 1а, стержень 2, расположенный по оси нагревателя, теплоаккумулирующий элемент 3 насадки, упорную решетку 5 и цилиндрический газонепроницаемый кожух 4, уплотненный в корпусе у выхода газа с помощью уплотнения 6, систему разогрева теплоаккумулирующего элемента.The regenerative heater shown in FIG. 1, comprises a housing 1, on the inner surface of which there are thermal insulation elements 1a, a rod 2 located along the axis of the heater, a heat storage element 3 of the nozzle, a thrust grid 5 and a cylindrical gas-tight casing 4, sealed in the housing at the gas outlet by means of a seal 6, a heating system heat storage element.

Теплоаккумулирующий элемент насадки выполнен из тонкой металлической полосы с размещенными на его поверхности (либо без них) отверстиями один конец которой скреплен со стержнем 2, в виде плотного рулона, скрученного вокруг стержня и установленного вместе с упорной решеткой 5 в кожухе 4. При необходимости повышенной пористости рулона (а, следовательно, его проницаемости) слои рулона дистанцируются друг от друга гофрированными поперек лентами или лентами с выступами на их поверхностях. Ленты расположены между слоями рулона на некотором расстоянии друг от друга по оси насадки.The heat storage element of the nozzle is made of a thin metal strip with holes located on its surface (or without them), one end of which is fastened to the rod 2, in the form of a tight roll twisted around the rod and installed together with the stop grid 5 in the casing 4. If necessary, increased porosity roll (and, therefore, its permeability) the layers of the roll are spaced from each other by corrugated tapes or tapes with protrusions on their surfaces. The tapes are located between the layers of the roll at a certain distance from each other along the axis of the nozzle.

Регенеративный подогреватель газа, приведенный на фиг. 2, содержит в кожухе 4 рулоны 7-9, аналогичные по конструкции рулонам фиг. 1, но различного диаметра. Пространство между цилиндрическими поверхностями рулонов (каналы 10-14) заполнено пористой средой в виде засыпки, путанки из проволоки, жгутов из проволоки или стержней, которые расположены вдоль оси насадки.The regenerative gas heater shown in FIG. 2, comprises in the casing 4 rolls 7-9, similar in design to the rolls of FIG. 1, but of different diameters. The space between the cylindrical surfaces of the rolls (channels 10-14) is filled with a porous medium in the form of backfill, wire rope, wire harnesses or rods that are located along the axis of the nozzle.

Регенеративный подогреватель газа, приведенный на фиг. 3, содержит в кожухе 4 несколько последовательно расположенных секций (3а, 3б, 3в) теплоаккумулирующего элемента с различной пористостью, которые по конструкции аналогичны теплоаккумулирующим элементам на фиг. 1 или фиг. 2, причем пористость в секциях увеличивается к торцу, из которого выходит газ.The regenerative gas heater shown in FIG. 3, contains in the casing 4 several successively arranged sections (3a, 3b, 3c) of the heat storage element with different porosities, which are similar in design to the heat storage elements in FIG. 1 or FIG. 2, and the porosity in the sections increases towards the end from which the gas exits.

Предложенные регенеративные подогреватели газа работают следующим образом. Включают систему разогрева теплоаккумулирующего элемента 3 и производят разогрев теплоаккумулирующей насадки до заданной температуры. Затем начинают пропускать газ через нагреватель. Проходя через теплоаккумулирующую насадку, газ принимает тепло от насадки и нагревается. Когда температура газа после насадки становится меньше минимально допустимой величины, подачу газа прекращают и производят очередной разогрев насадки.The proposed regenerative gas heaters work as follows. The heating system of the heat storage element 3 is turned on and the heat storage nozzle is heated to a predetermined temperature. Then they begin to pass gas through the heater. Passing through the heat-accumulating nozzle, the gas receives heat from the nozzle and heats up. When the gas temperature after the nozzle becomes less than the minimum permissible value, the gas supply is stopped and the nozzle is heated again.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает за счет изменений конструкции дистанцирующих элементов рулона в теплоаккумулирующей насадке, секционирования элементов насадки и использования секций с различной пористостью возможность упрощения конструкции подогревателя, улучшение его характеристик, упрощение изготовления и эксплуатации, увеличения его габаритов (следовательно, мощности) и, в итоге, расширение области его целесообразного применения.The use of the present invention provides, due to changes in the design of the spacer elements of the roll in the heat storage nozzle, sectioning of the nozzle elements and the use of sections with different porosity, the possibility of simplifying the design of the heater, improving its characteristics, simplifying manufacture and operation, increasing its dimensions (therefore, power) and, as a result , expanding the field of its appropriate application.

Claims

1. A regenerative gas heater containing a nozzle with a heat storage element in the form of one or more rolls, including in the form of one or more sections, the roll consists of a metal strip with elements for spacing the layers of the roll from each other, located in a gas-tight casing on the side surface, sealed in the housing at the end of the gas outlet, characterized in that the strip of the roll contains holes located on its surface, and the spacing elements are made in the form of tapes or with transverse corrugations Or with projections on its surfaces, wherein the tape layers are arranged between the roll at a certain distance from each other on the nozzle axis.

2. The gas heater according to claim 1, characterized in that the heat storage element of the nozzle consists of rolls of different diameters of the same length located inside the casing, while the spaces between the outer surfaces of the rolls are filled with permeable porous media.

3. The gas heater according to claim 1, characterized in that the heat storage element of the nozzle consists of successively arranged sections with different porosity, which increases towards the end from which the gas exits.