Нагреватель воздуха

 

Изобретение относится к подъемнотранспортному машиностроению. СущЦ ц, 8 $5 ность изобретения: в улиткообразном корпусе 2 размещено рабочее колесо 3 вентилятора 1 с лопатками 4, концентрично обхваченными 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. А 8 О сь ю

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (ss>s F 24 Н 3/04

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ6СТВУ (21) 4883527/06 (22) 21.11.90 (46) 23.07.92. Бюл. N. 27 (71) Свердловский научно-исследовательский институт лесной промышленности (72) В.П.Волков и В,В.Кашлев (56) Авторское свидетельство СССР

N- 323320, кл. В 60 Н 1/00, 1970.

Авторское свидетельство СССР

N. 889490, кл. В 60 Н 1/00, 1980.

Патент США ¹ 4090061, кл. Н 05 В 1/00, опублик. 1978. (54) НАГРЕВАТЕЛЬ ВОЗДУХА (57) Изобретение относится к подъемнотранспортйому машиностроению, Сущ5U 1749642 А1 ность изобретения: в улиткообразном корпусе 2 размещено рабочее колесо 3 вентилятора 1 с лопатками 4, концентрично обхваченными 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.

1749642

Изобретение относится к подьемнотранспортному машиностроению, з именно к устройствам для создания микроклимата в кабинах грузоподъемных кранов, работающих в различных климатических условиях, и преимущественно для подогрева воздуха в кабине в зимний период, Применяемые обычно для этих целей теплогенераторы содержат нагреватель теплоносителя (воздуха) и вентилятор, причем оба агрегата выполнены, как правило, отдельно. Это обьясняется стремлением обдувать нагревательные элементы перпендикулярным потоком воздуха, так как в этом случае коэффициент теплоотдачи от нагревательных элементов к воздуху примерно в

2,5 раза больше, чем при обдуве потоком, направленным вдоль нагревательных элементов, Коэффициент теплоотдачи при прочих равных условиях зависит от турбулентности потока воздуха, которая определяется критерием подобия Рейнольдса.

Но всякое увеличение турбулентности потока воздуха неизменно ведет к увеличению аэродинамического сопротивления нагревателя,- которое растет пропорционально квадрату .скорости потока, а при меньшей скорости воздушного потока необходимо увеличить площадь поверхности нагревателя (оребрение трубок), что также увеличивает сопротивление, ме.таллоемкость и трудоемкость изготовления.

Именно такими недостатками характеризуется электрический воздухонатреватель, 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 vopnyc — 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 его стенок по 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 межлопастного пространства.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является электрический воздухоподогреватель, содержащий снабженное лопатками рабочее колесо, вращаемое вокруг оси, и электрический нагревательный элемент в виде неподвижной цилиндрической клетки, концентрично ох5 ватывающей рабочее колесо. Рабочее колесо и цилиндрическая клетка заключены в кожух с отверстиями для входа и выхода воздуха.

Воздухонагреватель такой конструкции

10 имеет преимущества по сравнению с другими известными устройствами. В частности, повышается коэффициент теплоотдачи от нагревателя к воздуху за счет увеличенной

15 турбулентности потока воздуха в зоне размещения нагревательного элемента.

Однако при таком размещении нагревательного элемента увеличивается наименьший зазор между стенкой кожуха

20 вентилятора и лопатками его рабочего колеса, в который попадает часть нагретого воздуха, перемещаемого вентилятором к выходу, и осуществляет повторный оборот вдоль нагревательного элемента. Это при25 водит к снижению КПД вентилятора, так как неоднократный оборот части потока нагретого воздуха вокруг нагревательного элемента уменьшает его теплоотдачу.

Целью изобретения является повыше30 ние эффективности теплоотдачи, Поставленная цель достигается тем, что в известном конеекторе вентиляторном, включающем вентилятор и закрепленный в его кожухе посредством кронштейнов на35 греватель в виде спирали, витки которой концентрично охватывают рабочее колесо вентилятора и расположены в плоскости его вращения, один из кронштейнов спирали нагревателя выполнен в виде пластины с

40 отверстиями для витков спирали, перекрывающий наименьший зазор между стенкой кожуха вентилятора и лопатками его рабочего колеса.

На фиг. 1 изображен конвектор, общий45 вид, разрез; на фиг.2 — разрез А-Ана фиг.1; на фиг. 3 — вид Б на фиг. 1.

Нагреватель воздуха содержит вентилятор 1, размещенный в улиткообразном кожухе 2. Рабочее колесо 3 вентилятора 1 с

50 лопатками 4 концентрично охвачено спиралью 5 трубчатого электронагревателя.

При этом витки 6 спирали 5 расположены над рабочими (активными) частями лопаток

4 в плоскости вращения рабочего колеса 3

55 вентилятора 1, на равном расстоянии от оси его вращения. Вытесняемый из межлопастного пространства? воздух обдувает в этом случае каждый участок спирали 5, Спираль

5 кренится к кожуху 2 посредством кронштейнов 8. Один из кронштейнов выполнен в виде пластины 9, один конец которой за1749642 креплен 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 со 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 Urn u относительную Uo (для наглядности условно приложены к концу лопатки), Направление абсолютной скорости выходящего воздуха обозначено вектором Un. т.е, обдув витков 6 спирали 5 осуществляется примерно перпендикулярным потоком воздуха {регулируется углам наклона лопатки). Причем по мере поворота колеса 3 этот поток остается неизменным и, следовательно, спираль 5 обдувается 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 U< вдоль витков 6 спирали 5 по расширяющемуся руслу и поэтому collpOтивление последнего движущемуся потоку

5 незначительно, Кронштейн в виде пластины

9 перекрывает зазор а между стенкой кожуха 2 и лопатками 4, поэтому практически весь поток воздуха поступает к выходу из кожуха 2 конвектора.

10 Использование предлагаемого изобретения позволит значительно снизить объем нагретого воздуха, проходящего в наименьший зазор между стенкой кожуха и лопатками колеса вентилятора, и повторный его

15 проход вдоль спирали, что приводит к повышению КПД вентилятора, обдуву спирали нагревателя более холодным воздухом и, в конечном итоге, увеличению теплоотдачи от нагревателя к воздуху.

2О

Формула изобретения

Нагреватель воздуха, содержащий корпус, расположенный концентрично и с образованием зазора переменной ширины

25 относительно стенки корпуса рабочее колесо вентилятора и электрический нагреватель в виде спирали, витки которой размещены в плоскости вращения колеса и закреплены на кронштейнах, установлен30 ных в зазоре, причем один из кронштейнов расположен в зоне минимальнойоширины зазора, отл ича ю щи йс я тем,что, с целью повышения эффективности, укаэанный кронштейн выполнен в виде пластины и рас35 положен с перекрытием в свету упомянутого зазора.

А-А

1749642 Составитель Л, МешорерРедактор Л. Гратилло Техред М.MopreHTan Корректор О. Кравцова

Заказ 2584 Тираж Подписное

8НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

П оизводственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 101 роизвод