Воздухонагреватель

(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский научноисследовательский институт механизации сельского хозяйства(72) Авторы Тимошек Александр Сергеевич Бизюк Валентин Александрович Чеботарев Валерий Петрович Кукса Сергей Антонович Дашков Владимир Николаевич Турчук Игорь Максимович Паюк Иосиф Семенович Высоцкий Виталий Алексеевич(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства(57) 1. Воздухонагреватель, работающий преимущественно на твердых видах топлива, содержащий топку, воздуховод, теплообменник, конфузор с регулятором температуры, вентилятор, дымник с искрогасителями и дымовую трубу, отличающийся тем, что воздуховод охватывает стенки топки и сообщен с вентилятором последовательно через теплообменник и конфузор, для этого теплообменник выполнен в виде пучка оребренных дымогарных труб, размещенных вертикально в шахматном порядке поперек потоку нагреваемого воздуха, а дымник разделен концентрически на внешнюю и внутреннюю полости, причем внешняя полость открыта в атмосферу и сообщена с конфузором через регулятор температуры, а внутренняя содержит желобчатые искрогасители и на входе сообщена с дымогарными трубами, а на выходе - с дымовой трубой. 12102. Воздухонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что внутренние стенки воздуховода выполнены заодно со стенками топки. 3. Воздухонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что желобчатые искрогасители выполнены с отвернутыми вниз и в стороны продольными кромками и размещены в шахматном порядке навстречу вогнутостью дымовым газам. 4. Воздухонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что регулятор температуры выполнен в виде дроссельной заслонки и подключен к конфузору на входе в вентилятор. 5. Воздухонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что на внешней оболочке дымника со стороны, противоположной конфузору, выполнены жалюзи. 6. Воздухонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что дымник выполнен поворотным вокруг оси, параллельной одному из вертикальных ребер геометрического контура теплообменника.(56) 1. Подогреватели, генераторы теплого воздуха. Фирма Арай (Польша). Материалы выставки . - Познань, 1997. 2. Теплогенераторы ТГ-Ф-2,5 Б-02(03) на газовом и жидком топливе. Завод Брестсельмаш. Рекламный проспект. - Мн., 1991. 3.. Фирма(Дания). Материалы выставки ,Познань, 1997. 4. ГОСТ Р 50670-94. Воздухоподогреватели. Общие технические требования. 5. Гержой А.П. , Самочетов В.Ф. Зерносушение. - М. Заготиздат, 1949. - С. 73, 83, 111. 6. Машиностроительные материалы. Краткий справочник / Под ред. В.М. Раскатова. М. Машиностроение, 1980. 7. Агрегаты воздухогрейные серии ВЗГА Теплогенераторы воздушные на твердом топливе (техническое описание) ЗАО Союз - Ковров, 1997 (прототип). Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к оборудованию, применяемому для сушки сельскохозяйственных материалов, обогрева производственных и бытовых помещений, может быть использована в коммунальном хозяйстве. Известны воздухонагреватели, выполненные из металла и функционирующие на жидком 1, 2, газообразном 2, 3, 4 и твердых видах 5 топлива. Общим недостатком известных воздухонагревателей является ускоренное разрушение огнепроводящих элементов конструкций вследствие потери термостойкости металла под воздействием высоких температур при нестационарном горении. Это требует или частых ремонтов, или увеличения толщины стенок, или применения дорогостоящих термостойких материалов. Большинство металлов, используемых для изготовления топок и газоходов в современных воздухонагревателях, имеют предел нагрева 500 С 6, тогда как при сгорании топлив образуются температуры до 1500 и более градусов. Наиболее близким к заявляемому является воздухонагреватель ВЗГА-500 (Россия) 7,выбранный в качестве прототипа. Воздухонагреватель представляет металлическую конструкцию и содержит теплообменник, включающий два воздушных контура и газоход,чугунную топку с колосниками, искрогаситель (циклон), регулятор температуры теплоносителя и дымовую трубу. Нагрев воздуха, т.е. приготовление теплоносителя, происходит в теплообменнике, в котором по газоходу протекают горячие дымовые газы, а нагреваемый воздух прокачивается вентилятором через теплообменник, омывая наружные поверхности стенок газохода. Тягу в топке обеспечивает дымовая труба, а гашение искр осуществляется в циклоне, размещенном между газоходом и дымовой трубой. Повышение термостойкости топки реализовано применением массивных чугунных стенок, которые с одной 2 1210 стороны дополнительно аккумулируют тепло, что положительно для терморегулирования,а с другой - увеличивают массу конструкции. Применение циклона обеспечивает наиболее эффективное искрогашение, однако требует высокой дымовой трубы и части тепла для получения необходимой тяги. Тепло к нему подводится по воздуховоду, соединяющему дымовую трубу с теплообменником. Задачей полезной модели является повышение термостойкости и теплоотдачи огнепроводящих элементов конструкции воздухонагревателя путем охлаждения их воздухом для приготовления теплоносителя за счет более полного вовлечения в полезный теплообмен продуктов горения и нагреваемых ими поверхностей. Решение указанной задачи достигается тем, что в заявляемом воздухонагревателе, содержащем топку, воздуховод, теплообменник, конфузор с регулятором температуры, вентилятор, дымник с искрогасителями и дымовую трубу, воздуховод охватывает стенки топки и сообщен с вентилятором последовательно через теплообменник и конфузор, для этого теплообменник выполнен в виде пучка оребренных дымогарных труб, размещенных вертикально в шахматном порядке поперек потоку нагреваемого воздуха, а дымник разделен концентрически на внешнюю и внутреннюю полости, причем открытая в атмосферу внешняя полость через регулятор температуры сообщена с конфузором, а внутренняя содержит желобчатые искрогасители и на входе сообщена с дымогарными трубами, а на выходе - с дымовой трубой. Таким образом, наиболее нагреваемые элементы конструкции воздухонагревателя, в том числе и стенки топки, охлаждаются воздухом до безопасных для металла температур,при этом воздух (как теплоноситель) получает дополнительное тепло, частично повышая тем самым термический к.п.д. воздухонагревателя. На фиг. 1 изображен воздухонагреватель, вид спереди на фиг. 2 - то же, вид сверху в сечении А-А. Воздухонагреватель содержит топку 1, теплообменник 2 и дымник 3. Топка 1 имеет топливный 4 и зольный 5 люки, колосниковую решетку 6. Снизу, сзади и по бокам топку 1 охватывает воздуховод 7, у которого внутренняя стенка выполнена заодно со стенками топки, а воздухозаборник 8 размещен на задней ее стороне. С топкой 1 состыкован теплообменник 2, выполненный из пучка шахматно-расположенных вертикальных дымогарных труб, внутри которых протекают горячие дымовые газы. Внешние стенки дымогарных труб теплообменника 2 оребрены и омываются воздухом, протягиваемым вентилятором 9. На левой стороне теплообменника 2 размещен воздуховод 10, являющийся продолжением воздуховода 7, а на правой - конфузор 11, сообщающийся с вентилятором 9. Перемещение воздуха к вентилятору 9 осуществлено единым потоком по воздуховодам 7 и 10, теплообменнику 2 и конфузору 11. Завершает конструкцию дымник 3, который содержит внутреннюю 12 и внешнюю 13 оболочки, разделяющие дымник на изолированные внутреннюю 14 и внешнюю 15 концентрические полости. На внешней оболочке 13 слева выполнены жалюзи 16 для доступа атмосферного воздуха, а справа подсоединен разъемный патрубок 17 для подачи этого воздуха через регулятор 18 температуры в конфузор 11. Выход из дымогарных труб объединяет внутренняя 14 полость дымника 3. Внутри полости 14 в шахматном порядке размещены желобчатые искрогасители 19, выполненные с отвернутыми вниз и в стороны продольными кромками и ориентированные вогнутостью навстречу дымовым газам. Выход из полости 14 сообщен с дымососом 20 (или с дымовой трубой). Для периодической чистки дымогарных труб дымник 3 выполнен поворотным относительно оси 21,параллельной одному из вертикальных ребер геометрического контура теплообменника 2. Воздухонагреватель работает преимущественно на твердом топливе, в частности дровах,загружаемых в топку 1 через люк 4. При их горении образуются горячие дымовые газы и нагреваются стенки топки. Дымовые газы и догорающие легкие фракции топлива, обладающие наибольшей температурой, перетекают внутрь дымогарных труб теплообменника 2,3 1210 нагревают их и направляются во внутреннюю полость 14 дымника 3, где освобождаются от искр в искрогасителях 19 и отдают часть остатков тепла внутренней оболочке 12. Тягу в топке (т.е. подачу воздуха для горения и откачку отработавших дымовых газов в атмосферу) создает дымосос 20 (или дымовая труба). Величину тяги регулируют вручную (или автоматически), открывая или прикрывая люк 5 зольника. Холодный воздух засасывается через воздухозаборник 8. Сначала воздух перемещается по воздуховоду 7 и воспринимает тепло горячих стенок топки, охлаждает их, что благоприятно сказывается на их термостойкости, а затем по воздуховоду 10 направляется в теплообменник 2, где снимает тепло с дымогарных труб и окончательно нагревается. Нагретый воздух (теплоноситель) через конфузор 11 вентилятором 9 подается потребителю. Требуемая температура теплоносителя поддерживается вручную (или автоматически) путем регулируемого подсоса холодного воздуха через жалюзи 16, внешнюю полость 15,патрубок 17 и регулятор температуры 18 в конфузор 11. При этом воздух частично подогревается, снимая тепло с оболочки 12, и охлаждает ее, а следовательно, и искрогасители 19. Это способствует эффективному искрогашению при касании искр с относительно холодными искрогасителями. Для периодической чистки газоходов дымник 3 отводят в сторону, поворачивая вокруг оси 21, топливный 4 и зольный 5 люки закрывают. После очистки дымогарных труб люк 4 открывают, удаляют золу и нагар, а затем очищают зольник. В рабочее положение воздухонагреватель приводят в обратном порядке. В целом реализация заявляемого решения позволит усилить сопротивляемость огнепроводящих элементов воздухонагревателя разрушающему действию высоких температур и за счет вовлечения в полезный теплообмен большего количества нагретых поверхностей повысить его термический к.п.д. При необходимости могут быть использованы жидкое или газообразное топлива. В этом случае вместо топливного люка 4 устанавливают газовую или жидкотопливную горелки, а люк 5 зольника закрывают. Фиг. 2 Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.