Электроподогреватель воздуха



Электроподогреватель воздуха
Электроподогреватель воздуха
Электроподогреватель воздуха
Электроподогреватель воздуха
Электроподогреватель воздуха

 


Владельцы патента RU 2400679:

Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральный институт авиационного моторостроения имени П.И. Баранова" (RU)
Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (RU)

Изобретение относится к энергетической технике, в частности электротермии, и может быть использовано для электронагрева воздуха. Электроподогреватель воздуха содержит корпус с входным и выходным отверстиями, входную и опорные трубные доски, в которых продольно установлены снабженные токовводами трубчатые нагревательные элементы, закрепленные со стороны входного отверстия в трубной доске и проходящие с зазором через электроизолирующие узлы опорных досок, токовводы и токовые перемычки. Выходные сечения нагревательных элементов снабжены сужающимися диафрагмами, а токовые перемычки, состоящие по крайней мере из трех штук, выполнены в виде лирообразного компенсатора и установлены жестко на концах нагревательных элементов, между которыми выполнены дренажные отверстия, при этом компенсаторы изогнуты в сторону выходного отверстия. Техническим результатом является уменьшение температуры каждой пластины перемычки, уменьшение пульсации давления и снижение соответствующих вибраций конструкции, приводит к уменьшению колебательных знакопеременных нагрузок на них, увеличивает ресурс перемычек, электроизоляционных втулок, трубчатых нагревательных элементов и всего электроподогревателя. 5 ил.

 

Изобретение относится к энергетической технике, в частности к электротермии, и может быть использовано для электроподогрева воздуха в экспериментальных установках.

Известен электроподогреватель воздуха, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, входную и опорные трубные доски и продольно расположенные трубчатые нагревательные элементы, жестко закрепленные во входной трубной доске с обеспечением электроизоляции друг от друга и проходящие с зазором через электроизолирующие узлы опорных досок, токовводы и токовые перемычки, расположенные на концах трубчатых нагревательных элементов (чертеж Т925-30-01-00, ЦИАМ, 1969 г. - аналог).

При работе известного подогревателя трубчатые нагревательные элементы, укрепленные жестко только во входной трубной доске, при нагреве расширяются в сторону выхода (в горячую сторону). Практически всегда на рабочем режиме имеет место температурная неравномерность прогрева трубчатых элементов, определяемая неравномерностью расхода воздуха, различием электросопротивления, различными условиями по теплоотдаче корпусу центральных и периферийных трубок и т.п. Наличие в этих условиях жесткой связи (токовые перемычки) по горячим концам трубчатых элементов приводит к их циклическим деформациям. Поскольку перемычки не омываются воздушным потоком, то джоулево тепло отводится от них (перемычек) только за счет теплопроводности к стенкам элементов и за счет излучения, и поэтому температура перемычек превышает температуру элементов. Для уменьшения тепловыделения уменьшают электрическое сопротивление перемычек, выполняя их по возможности короче и с большим сечением, что определяет высокую жесткость последних. Деформации, перекосы, изгибы и т.п., возникающие из-за неравномерности прогрева трубчатых элементов, приводят к защемлениям последних в изолирующих отверстиях опорных трубных досок, вызывая разрушения как самих элементов, так и трубных досок и их узлов. Перечисленные недостатки определяют недостаточную надежность известного электроподогревателя воздуха при нагревах воздуха свыше ~500°С1.

Известен электроподогреватель воздуха (см. а.с. SU №1737764 по МПК Н05В 3/42 от 30.05.1992 г. - прототип), содержащий корпус с входными и выходным отверстиями, в котором продольно установлены снабженные токовводами трубчатые нагревательные элементы, закрепленные со стороны входного отверстия в трубной доске с обеспечением электроизоляции друг от друга и проходящие с зазором через электроизолирующие узлы опорных досок, токовводы и токовые перемычки, причем на входных концах трубчатых нагревательных элементов установлены клеммы, расположенные с внешней стороны каждой пары трубчатых нагревательных элементов и выступающие за торцы последних своими концами, к которым закреплены выходные токовые перемычки.

При работе известного электроподогревателя воздуха каждая выходная токовая перемычка, помимо нагрузок знакопеременного характера за счет неравномерности прогрева соединяемых трубчатых элементов, испытывает также знакопеременные аэродинамические нагрузки от потоков воздуха из трубчатых элементов, что вызывает дополнительные механические знакопеременные напряжения в местах соединения перемычки к выступающим торцам клемм и снижает надежность электроподогревателя воздуха в целом.

Задачей предлагаемого технического решения является снижение знакопеременной аэродинамической нагрузки от потоков воздуха из трубчатых элементов, чтобы в местах соединения перемычек с выступающими торцами понизились дополнительные механические усилия, чтобы надежность электроподогревателя воздуха в целом повысилась.

Технический результат достигается в заявляемом электроподогревателе воздуха тем, что в электроподогреватель воздуха, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, входную и опорные трубные доски, в которых продольно установлены снабженные токовводами трубчатые нагревательные элементы, закрепленные со стороны входного отверстия в трубной доске и проходящие с зазором через электроизолирующие узлы опорных досок, токовводы и токовые перемычки, причем выходные сечения нагревательных элементов снабжены сужающимися диафрагмами, а токовые перемычки, состоящие по крайней мере из трех штук, выполнены в виде лирообразного компенсатора и установлены жестко на концах нагревательных элементов, между которыми выполнены дренажные отверстия, при этом компенсаторы изогнуты в сторону выходного отверстия.

На фиг.1 изображена конструктивная схема данного электроподогревателя воздуха.

На фиг.2 - узел I на фиг.1.

На фиг.3 - узел II на фиг.1.

На фиг.4 - вид по А-А в масштабе 2:1.

На фиг.5 - вид по Б на фиг.1.

Предлагаемый электроподогреватель воздуха содержит корпус 1 с входным 2 и выходным 3 отверстиями, в котором продольно установлены снабженные токовводами 4 трубчатые нагревательные элементы 5, закрепленные со стороны входного отверстия 2 в трубной доске 6 и проходящие по длине сквозь опорные доски 7, причем трубчатые нагревательные элементы установлены в досках 6 и 7 с обеспечением электроизоляции друг от друга (например, с помощью электроизоляционных втулок 8), а концы нагревательных элементов 5 соединены токовыми перемычками 10 и 11. Соединение токовыми перемычками 11 выполнено в виде лирообразных компенсаторов из трех штук, расположенных со стороны выходного отверстия 3 подогревателя, которые жестко установлены на концах двух соседних нагревательных элементов, а в стенках нагревательных элементов, обращенных друг к другу, между соседними компенсаторами выполнены отверстия 16. Сами компенсаторы своей изгибающей частью обращены к выходу выходного отверстия 3 подогревателя. На выходном сечении нагревательных элементов установлены диафрагмы 17.

Предлагаемый электроподогреватель воздуха работает следующим образом.

Из подающего трубопровода через входное отверстие 2 сжатый воздух поступает в корпус 1 и на трубную доску 6, откуда поступает в трубчатые нагревательные элементы 5, пройдя которые, поступает на выход 3.

Часть воздуха, за счет подпора давления, определяемого сужением сечения на выходе трубчатых элементов (на фиг.3 показан вариант исполнения поджатия - диафрагмы 17), из отверстий 16 поступает в полость между пластинами перемычек 11, осуществляет отбор тепла, выделяющегося при прохождении электрического тока в последних. Организация охлаждения выходных перемычек воздухом уменьшает нагрев последних, а движение воздуха вдоль пластин уменьшает пульсацию давления и сопутствующую вибрацию перемычек и нагревательных элементов. Выполнение выходных перемычек 11 из двух и более пластин, а также выполнение их в виде компенсатора лирообразной формы при сохранении электрического сопротивления, уменьшает жесткость соединения трубчатых нагревательных элементов 5 по сравнению с прототипом. При наличии температурной неравномерности и, соответственно, различных тепловых расширений трубчатых нагревательных элементов 5, разность их тепловых расширений компенсируется гибкостью перемычек 11 за счет их формы. Все это позволяет увеличить механическую долговечность перемычки и уменьшить жесткость взаимного крепления трубчатых нагревательных элементов 5 перемычками 11, что в целом приводит к увеличению надежности электроподогревателя.

Электроподогреватель воздуха, содержащий корпус с входным и выходным отверстиями, входную и опорные трубные доски, в которых продольно установлены снабженные токовводами трубчатые нагревательные элементы, закрепленные со стороны входного отверстия в трубной доске и проходящие с зазором через электроизолирующие узлы опорных досок, токовводы и токовые перемычки, отличающийся тем, что выходные сечения нагревательных элементов снабжены сужающимися диафрагмами, а токовые перемычки, состоящие по крайней мере из трех штук, выполнены в виде лирообразного компенсатора и установлены жестко на концах нагревательных элементов, между которыми выполнены дренажные отверстия, при этом компенсаторы изогнуты в сторону выходного отверстия.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к теплоэнергетическим устройствам и, в частности, к устройствам для нагрева воздуха, предназначенным для использования в системах воздушного отопления бытовых и производственных помещений и обеспечивает улучшение теплотехнических и гидродинамических характеристик, а также увеличение КПД теплогенератора.

Изобретение относится к области теплотехники, в частности к подогревателям газовым автоматизированным, и может быть использовано преимущественно для нагрева транспортируемых по трубопроводам газообразных и жидких углеводородных продуктов.

Изобретение относится к отопительной технике, а именно к центральным системам отопления жилых и гражданских зданий и сооружений как для вертикальной, так и горизонтальной прокладки теплопроводов, в частности, к поквартирным, посекционным системам отопления, в которых используется теплоноситель в виде воды, водяного пара, масла и др.

Изобретение относится к устройствам для низкотемпературного нагрева газов или жидкостей. .

Изобретение относится к отопительной технике, а именно к центральным системам отопления зданий и сооружений с горизонтальной прокладкой трубопроводов. .

Изобретение относится к отопительной технике, а именно к центральным системам отопления зданий и сооружений с горизонтальной прокладкой трубопроводов, в частности к поквартирным, посекционным и др.

Изобретение относится к системам рекуперации тепла при вентиляции помещений, отапливаемых газовым оборудованием. .

Изобретение относится к устройствам для подогрева газов или жидкостей, а именно к устройствам для низкотемпературного нагрева, и может быть использовано в различных отраслях промышленности, например в газовой - для подогрева природного газа на входе газораспределительных станций с целью предотвращения процесса гидратообразования.
Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при изготовлении секционных радиаторов для систем водяного центрального отопления жилых, общественных и производственных зданий

Изобретение относится к области приборостроения и может быть использовано, в частности, в устройствах нагрева газа для импульсных установок

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано в отопительных радиаторах. Секционный радиатор водяного отопления, содержащий секции. Секционный радиатор водяного отопления содержит набор последовательно соединенных секций. В четырех муфтовых патрубках крайних секций закреплены две футорки, заглушка, а также компенсатор давления, выполненный в виде глухой втулки, с внутренней стороны которой закреплен ориентированный продольно в полости поперечного участка секции газонаполненный элемент, выполненный с возможностью упругого изменения его наружного объема под действием внешнего давления жидкого теплоносителя, по меньшей мере, в продольном направлении. В первом варианте изобретения газонаполненный элемент выполнен в виде герметичной камеры в форме сильфона. Технический результат - обеспечение компенсации давления в полости радиатора, а также расширение арсенала средств для компенсации давления. 4 н. и 33 з.п. ф-лы, 112 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для подогрева воздуха в экспериментальных установках при испытаниях объектов авиационной техники, когда к изделию необходимо подвести нагретый до температуры T≤800°С воздух с рабочим давлением Рраб≤6МПа и массовым расходом от 0.5 до 8 кг/с. Сущность изобретения состоит в том, что воздухонагреватель содержит концентрично расположенные рабочий и охлаждающий каналы, сообщающиеся между собой через дроссель. В рабочем канале последовательно установлен ряд секций нагревателя. Каждая секция содержит соосно установленные силовую и скользящую опорную трубные доски. В досках закреплены электроизолированные пучки трубных элементов. Нагрев осуществляется от источника питания через герметичные фазные токовводы. выполненные в виде проставки в стенке внешнего корпуса, и концентрично установленных в проставке опорных и несущих трубок, которые образуют между собой канал охлаждения фазного токоввода. Охлаждающий и рабочий каналы воздухонагревателя соединены с охлаждающими каналами фазных токовводов. Изобретение позволяет повысить точность поддержания температурного режима, давления и массового расхода рабочего воздуха. 8 ил.
Наверх