Нагреватель воздуха

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 5 Р 24 Н 3/ ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНОРСКОУУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ В ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Свердловский научно-исследовательский институт лесной промышленности (72) В.П,Волков и В,В,Кашлев (56) Авторское свидетельство СССР И, кл, В 60 Н 1/ОО, 1970.Авторское свидетельство СССР М 889490, кл. В 60 Н 1/00, 1980.Патент США В 4090061,кл. Н 05 В 1/00, опублик. 1978. (54) НАГРЕВАТЕЛЬ ВОЗДУХА (57) Изобретение относится к подъемнотранспортйому машиностроению, Сущность изобретения: в улиткообразном корпусе 2 размещено рабочее колесо 3 вентилятора 1 с лопатками 4, концентрично обхваченнцми спиралью 5 трубчатого электродвигателя, Витки 6 спирали 5 расположены в зазоре между стенкой корпуса 2 и колесом 3 вентилятора 1 на равном расстоянии от оси вращения колеса 3. Один из кронштейнов 8, расположенный в зоне минимального зазора, перекрывает в свету последний, что позволяет при работе устройства снизить объем нагреваемого воздуха и его потери путем исключения повторного прохода его вдоль спирали 5, что приводит к повышению КПД. 3 ил.АИзобретение относится к подьемнотранспортному машиностроению, з именно к устройствам для создания микроклимата в кабинах грузаподъемных кранов, работающих в различных климатических условиях, и преимущественно для подогрева воздуха в кабине в зимний период,Применяемые обь 1 чна для этих целей теплагенератары содержат нагреватель теплоносителя (воздуха) и вентилятор, причем аба агрегата выполнены, как правило, отдельно. Эта абьясняется стремлением обдувать нагревательные элементы перпендикулярным потоком воздуха, так как в этом случае коэффициент теплаотдачи от нагревательных элементов к воздуху примерно в 2,5 раза больше, чем при абдуве потоком, направленным вдаль нагревательных элементов, Коэффициент теплаатдачи при прочих равных условиях зависит ат турбулентности потока воздуха, которая определяется критерием подобия Рейнальдсз.На всякое увеличение турбулентности патака воздуха неизменно ведет к увеличению аэродинамического сопротивления нагревателя, которое растет пропорциональна квадрату .скорости потока, з при меньшей скорости ваздушнага потока необходимо увеличить площадь поверхности нагревателя (аребрение трубок), чта также увеличивает сопротивление, ме.таллоемкость и трудоемкость изготовления.Именно такими недостатками характеризуется электрический ваздуханатреватель, содержащий заключенные в общем кожухе калорифер в виде корпуса с расположенными в нем нагревательными элементами и вентилятор с электродвигателем. Нагревательные элементы выполнены в виде трубок, каждая из которых заключена в отдельный корпус - экран с кольцевым зазорам, причем ребра каждого экрана расположены между ребрами соседних экранов.Известен также нагреватель, в котором нагревательные элементы обхватывают рабочее колесо вентилятора и размещены внутри кожуха центробежного вентилятора у ега стенок па спиралям, соответствующим контуру кожуха,Недостатками воздухонагревателя,являются низкий коэффициент теплоотдачи и недостаточная долговечность, обусловленная неоднородностью обдува нагревательных элементов по их длине потоком воздуха, вытесняемым из межлапастнаго пространства.Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электрический ваздухападогреватель, содержащий снабженное лопатками рабочее колесо, вращаемое вокруг оси, и электрический нагревательный элемент в виде неподвижнойцилиндрической клетки, концентрично ох 5 ватывающей рабочее колесо, Рабочее колесо и цилиндрическая клетка заключены вкожух с отверстиями для входа и выходавоздуха.Ваздухонагреватель такой конструкции10 имеет преимущества по сравнению с другими известными устройствами. В частности,повышается коэффициент теплоотдачи отнагревателя к воздуху за счет увеличенной15 турбулентности потока воздуха в зоне размещения нагревательного элемента.Однако при таком размещении нагревательного элемента увеличивается наименьший зазор между стенкой кожуха20 вентилятора и лопатками его рабочего колеса, в который попадает часть нагретого воздуха, перемещаемого вентилятором квыходу, и осуществляет повторный оборотвдаль нагревательного элемента. Это при 25 водит к снижению КПД вентилятора, так какнеоднократный оборот части потока нагретого воздуха вокруг нагревательного элемента уменьшает его теплоотдачу,Целью изобретения является повыше 30 ние эффективности теплоотдачи,Поставленная цель достигается тем, чтов известном конеекторе вентиляторном,включающем вентилятор и закрепленный вега кожухе посредством кронштейнов на 35 греватель в виде спирали, витки которойканцентрично охватывают рабочее колесовентилятора и расположены в плоскости еговращения, один из кронштейнов спиралинагревателя выполнен в виде пластины с40 отверстиями для витков спирали, перекрывающий наименьший зазор между стенкойкожуха вентилятора и лопатками его рабочего колеса,На фиг. 1 изображен канвектор, общий.45 вид, разрез; на фиг, 2 - разрез А-А на фиг. 1;на фиг. 3 - вид Б на фиг. 1.Нагреватель воздуха содержит вентилятор 1, размещенный в улиткаабразном кожухе 2. Рабочее колесо 3 вентилятора 1 с50 лопатками 4 концентрично охваченоспиралью 5 трубчатого электронагревателя.При этом витки б спирали 5 расположенынад рабочими (активными) частями лопаток4 в плоскости вращения рабочего колеса 355 вентилятора 1, на равном расстоянии от асиего вращения. Вытесняемый из межлопастного пространства воздух обдувает в этомслучае каждый участок спирали 5, Спираль5 кренится к кожуху 2 посредством кронштейнов 8. Один из кронштейнов выполнен ввиде пластины 9, один конец которой закреплен на кожухе 2, а второй расположен в наименьшем зазоре между его стенкой и лопатками 4 рабочего колеса 3, При этом зазор уменьшается от величины а до б. Пластина 9 снабжена отверстиями, через которые пропущены витки 6 спирали 5,Нагреватель воздуха работает следующим образом.При вращении рабочего колеса 3 вентилятора 1 в направлении стрелки ы воздух (теплоноситель) всасывается в центральной части и лопатками 4 нагнетается в кожух 2 вентилятора 1. При этом выходящий из межлопастного пространства 7 воздух имеет переносную составляющую скорости Огл и относительную Оо (для наглядности условно приложены к концу лопатки), Направление абсолютной скорости выходящего воздуха обозначено вектором О, т.е, обдув витков 6 спирали 5 осуществляется примерно перпендикулярным потоком воздуха регулируется углом наклона лопатки). Причем по мере поворота колеса 3 этот поток остается неизменным и, следовательно, спираль 5 обдуаается равномерно по всей длинеоднородным по массе и температуре потоком воздуха. Этим достигается равномерный съем тепла по всей длине спирали 5, что дополнительно еще и предотвращает ее температурную деформацию, т,е. повышает срок службы нагревателя.8 кожухе 2 вентилятора 1 поток теплого воздуха движется к выходу по направлению стрелки Оп вдоль витков 6 спирали 5 по расширяющемуся руслу и поэтому сопротивление последнего движущемуся потоку5 незначительно, Кронштейн в виде пластины9 перекрывает зазор а между стенкой кожуха 2 и лопатками 4, поэтому практическивесь поток воздуха поступает к выходу изкожуха 2 конвектора,10 Использование предлагаемого изобретения позволит значительно снизить объемнагретого воздуха, проходящего в наименьший зазор между стенкой кожуха и лопатками колеса вентилятора, и повторный его15 проход вдоль спирали, что приводит к повышению КПД вентилятора, обдуву спиралинагревателя более холодным воздухом и, вконечном итоге, увеличению теплоотдачи отнагревателя к воздуху,2 ОФормула изобретенияНагреватель воздуха, содержащий корпус, расположенный концентрично и с образованием зазора переменной ширины25 относительно стенки корпуса рабочее колесо вентилятора и электрический нагреватель в виде спирали, витки которойразмещены в плоскости вращения колеса изакреплены на кронштейнах, установленЗО ных в зазоре, причем один из кронштейноврасположен в зоне минимальнойоширинызазора, отл ича ю щи йс я тем,что, с цельюповышения эффективности, указанныйкронштейн выполнен в виде пластины и рас 35 положен с перекрытием в свету упомянутого зазора.А-А1749642 Составитель Л, Мешорередактор Л. ГратйллоТехред М.Мортентал ектор О. Кравцова П оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина роизв Заказ 2584 Тираж8 НИИПИ Государственного комитета по113035, Москва, ЖПодписноебретениям и открытиям при ГКНТ СССРаущскал наб., 4/5