Аэродинамический теплогенератор

(51)5 т 24 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ПАП ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Тевис П.И., Ананьев В.А., Шадек Е.Г, Рециркуляционные установки аэродинамического нагрева / Под ред. Е.Г. Шадека. М.: Машиностроение, 1986, с. 208.Информационные материалы по применению рециркупяционных нагревательных установок типа ПАП в сельскохозяйственном производстве, Информационный листок. М.; Госагропром РСФСР, Главное управление по механизации и электрификации. Республиканское проектно-технологическое объединение "Росагромехживпроект". 1990, с, 1.Авторское свидетельство СССР М 615327, кл. Р 24 Н 3/02, 1978. Изобретение относится к устройствам аэродинамического нагрева и предназначено для нагрева и подачи под напором воздуха (газа).Известны рециркуляционные нагревательные установки (РНУ) типа ПАП (печи аэродинамического подогрева), в которых вращающийся ротор обеспечивает нагрев газовой среды за счет аэродинамических потерь энергии потока, главным образом в межлопаточных каналах и ее циркуляцию по замкнутому контуру в рабочей камере.Типичная конструкция установки типа- камерная печь, например ПАП,(54) АЭРОДИНАМИЧЕСКИЙ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР(57) Использование. в системах отопления и вентиляции, сушке покрытий и материалов, а также в других системах, где требуется нагрев и подача под напором воздуха. Сущность изобретения: в камере 1 установлена Г-образная перегородка, образующая со стенками камеры циркуляционный канал 12, что увеличивациркуляционный тракт в камере на длину нала 12, так как циркуляция осуществляет- по двойному контуру. 6 ил. включающая теплоизолированную рабочую камеру с роторным нагревателем, установ- галффмъ пенным е торцееои стенке печи, Система си экранов образует в камере контур, по которому циркулирует поток воздуха.Принцип работы и конструктивная схема РНУ типа ПАП использованы в известных аэродинамических теплогенераторах для нагрева воздуха, например, в аэродинамическом нагревательном устройстве на базе топочного агрегата.Наиболее близким к предлагаемому является устройство, включающее теплоизолированную рабочую камеру с торцовыми ибоковыми стенками и с патрубком нагнетания, а также установленными соосно ротор- ному нагревателю, размещенному в зоне одной из торцовых стенок, цилиндрическим экраном и патрубком всасывания, установленным в противоположной упомянутой торцовой стенке.Отличие второго аналога только в расположении нагнетательных отверстий: они размещены в продольной стене камеры у ее края, примыкающего к торцовой стенке с всасывающим патрубком,Недостаток аналогов, прототипа, как и других известных решений, - большие габариты в длину и связанные с этим повышенные металлоемкость, вес, стоимость. Эта особенность связана с физической природой аэродинамического нагрева: процесс преобразования механической энергии в тепловую и нагрев среды при циркуляции потока по замкнутому контуру с ротором требуютдостаточной протяженности тракта (пути потока) и его объема. Конструктивно это требование удовлетворяется выбором достаточной длины экрана.Например, в камере ПАПс экраном длиной 1400 мм реализуется, т.е, снимается с вала и превращается в тепло, установленная мощность 40 кВт. Указанная величина может служить ориентиром при конструировании воздушного теплогенератора аналогичной мощности. Уменьшение длины экрана и длины тракта вызывает снижение потребляемой мощности, особенно на малых и средних подачах, т,е. в режимах, представляющих наибольший практический интерес, Так, в опытно-промышленном теплогенераторе, выполненном по схеме прототипа, без дополнительного канала, с камерой размерами 1200 1200 1200 мм и экраном длиной 800 мм при установленной мощности 45 кВт нагрузка на электродвигатель с увеличением подачи от 2500 до 7000 м/ ч возрастает с 30 до 40 кВт, т.е, имеет место недобор мощности и тем больше, чем меньше подача,Большие размеры делают агрегат громоздким, дорогостоящим, неудобным в монтаже и явно уступающим по этим показателям электрокалориферной установке, Второй недостаток - сниженный напор потока на выходе из камеры, меньший, чем развиваемый ротором. Зто объясняется аэродинамикой камеры и расположением выходного патрубка: в торцовой стенке на стороне всасывания или в продольной рядом с указанной стенкой, т.е, в зоне, близкой к всасывающей линии тракта, к области разрежения. Давление среды здесь нестабильно, местами - минусовое. По этой при 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 чине в известных устройствах предусматривается установка автономного осевого вентилятора для создания напора.Область максимального напора - в непосредственной близости от ротора, у стен камеры, вокруг ротора по его ширине, как это имеет место в вентиляторе с кожухом.Цель изобретения - повышение эффективности посредством увеличения мощности и полного напора воздуха на выходе.Цель достигается тем, что теплогенератор снабжен Г-образной перегородкой, установленной в камере с образованием с одной из боковых и с торцовой, снабженной патрубком всасывания, стенками рециркуляционного канала, один конец которого сообщен с патрубком всасывания, а другой с патрубком нагнетания, при этом последний размещен в боковой стенке в зоне установки роторного нагревателя,.На фиг. 1 показан аэродинамический генератор, разрез А-А на фиг. 2; на фиг. 2 - разрез Б-Б на фиг. 1; на фиг. 3 - 5 - разрезы В-В, Г-Г, Д-Д на фиг. 2 соответственно;на фиг. 6 - вид Е на фиг. 1.Теплогенератор содержит рабочую камеру 1 с продольными 2 и торцовыми 3 и 4 стенками, У одной из них 3 установлен роторный нагреватель - ротор 5 на валу электродвигателя 6; привод может быть и с клиноременной передачей, В камере установлен экран 7. Камера заключена в стальной корпус 8, полости заполнены изоляцией 9, например шлаковатой. Всасывающий (входной) патрубок 10 выполнен в торцовой стенке 4 соосно экрану, а патрубок нагнетания 11 - в продольной стенке камеры на стыке с торцовой стенкой 3, Для улучшения аэродинамики и сохранения максимального напора, снижения потерь на выходе патрубок нагнетания смещен относительно оси камеры, аналогично расположению выходного патрубка в вентиляторе (фиг, 2 и 3).Выходной патрубок 11 соединен с патрубком всасывания 10, точнее с линией всасывания, посредством Г-образной металлической перегородки, она образует дополнительный прямоугольный циркуляционный канал 12 со сторонами и и 1, Этот канал имеет общие с камерой стенки - продольную 13 и торцовую 14 (фиг. 1 и 4),При работе теплогенератора в нем устанавливается циркуляция воздуха в камере по тракту с двойным контуром: в основном контуре, замкнутом, - от ротора 5 вдоль экрана 7, снаружи и внутри него и в дополнительном разомкнутом рециркуляционном контуре - в канале 12 от патрубка 11 к патрубку 10, на вход в экран и к всасывающему отверстию ротора, с выходом части потоканаружу к потребителю через патрубок 11 с регулируемой заслонкой (не показана). Таким образом, циркуляционный тракт в камере увеличивается на длину дополнительного контура - канала 12, увеличивается объем 5 тракта.Это повышает съем мощности привода и, следовательно, эквивалентную ей тепловую мощность камеры, а также подачу и напор, произведение которых пропорционально мощности, практически без увеличе ния габарита установки по длине, длина увеличивается только на высоту и канала. Эффективность предложенного технического решения подтверждена результата ми стендовых испытаний опытных и эксплуатации промышленных образцов, внедренных на ряде объектов, в частности в системах отопления и вентиляции произ-. водственных помещений (гаражи, мастер ские, животноводческие фермы и т.п.), а также в сушильных установках. Предлагаемый теплогенератор дает по сравнению с известными устройствами увеличение потребляемой мощности на 20 - ЗОО на малых 25 и средних подачах и соответствующий рост подачи и напора на выходе.Формула изобретения Аэродинамический теплогенератор для нагрева и подачи под напором воздуха, включающий теплоизолированную рабочую камеру с торцевыми и боковыми стенками и с патрубком нагнетания, а также установленными соосно роторным нагревателем, размещенным в зоне одной из торцевых стенок. цилиндрическим экраном и патрубком всасывания, установленным в противоположной упомянутой торцевой стенке, о тл ич а ю щи йс я тем, что, с целью повышения эффективности посредством увеличения мощности и полного напора воздуха на выходе, он снабжен Г-образной перегородкой, установленной в камере с образованием с одной из боковых и с торцевой, снабженной патрубком всасывания, стенками рециркуляционного канала, один конец которого сообщен с патрубком всасывания, а другой - с патрубком нагнетания, при этом последний размещен в боковой стенке в зоне установки роторного нагревателя,нно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 10 Произво аказ 1659 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5