Полифункциональный воздухоподогреватель



Полифункциональный воздухоподогреватель
Полифункциональный воздухоподогреватель
Полифункциональный воздухоподогреватель
Полифункциональный воздухоподогреватель
Полифункциональный воздухоподогреватель

 


Владельцы патента RU 2422728:

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Курский государственный технический университет" КурскГТУ (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно для использования тепла дымовых газов котельных агрегатов и промышленных печей при нагревании воздуха, подаваемого на горение. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности полифункционального воздухоподогревателя. Указанный результат достигается тем, что воздухоподогреватель включает корпус, внутри которого помещен пакет из плоских сплошных и перфорированных пластин, размещенных поочередно, образующих между собой газовые и воздушные каналы, отверстия в перфорированных пластинах размещены попарно рядами друг против друга и снабжены шайбами, выполненными из диэлектрического материала, через которые пропущены также попарно, перпендикулярно и под углом относительно плоских пластин проволочные отрезки, выполненные из разных металлов и спаянные на концах между собой, образуя зигзагообразные сетки, при этом все сетки одного поперечного сечения соединены между собой последовательно через боковые отверстия в сплошных пластинах проволочными отрезками, припаянными к их концам, образуя многорядные зигзагообразные сетки, размещенные друг над другом по ярусам во всех газовых и воздушных каналах, причем каждая многорядная зигзагообразная сетка соединена своими концами с коллекторами электрических зарядов, соединенными, в свою очередь, с клеммами. 5 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике, а именно для использования тепла дымовых газов котельных агрегатов и промышленных печей при нагревании воздуха, подаваемого на горение.

Известен пакет пластинчатого теплообменника, содержащий плоские параллельные листы (пластины), образующие между собой каналы для потоков теплообменных сред [А.с. СССР №1120155, кл. F28D 9/00, 1984].

Основными недостатками известного устройства являются низкая скорость теплообмена между средами (горячими дымовыми газами и воздухом), обусловленная недостаточной турбулизацией потоков, невозможность осуществления в нем попутной очистки запыленных газов от частиц механических примесей и использования тепла дымовых газов для получения электроэнергии, что снижает эффективность устройства.

Более близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является пластинчатый воздухоподогреватель, содержащий пакет из плоских пластин, покрытых антикоррозионным покрытием, с турбулизующими выступами, образующими между собой каналы для теплообменивающихся потоков газа и воздуха [А.с. СССР №1575062, М.кл. F28D 9/02, 1990].

Основными недостатками известного пластинчатого воздухоподогревателя являются невозможность осуществления в нем утилизации тепла дымовых газов для попутной очистки их от твердых примесей (частиц пыли, золы, сажи и т.д.) и получения электроэнергии, что снижает его эффективность.

Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение эффективности полифункционального воздухоподогревателя.

Технический результат достигается тем, что полифункциональный воздухоподогреватель включает корпус, снабженный газовыми и воздушными патрубками, внутри которого помещен пакет из плоских сплошных и перфорированных пластин, размещенных поочередно, образующих между собой газовые и воздушные каналы, отверстия в перфорированных пластинах размещены попарно рядами друг против друга и снабжены шайбами, выполненными из диэлектрического материала, через которые пропущены также попарно, перпендикулярно и под углом относительно плоских пластин проволочные отрезки, выполненные из разных металлов и спаянные на концах между собой, образуя зигзагообразные сетки, устроенные таким образом, что продольные половины каждой зигзагообразной сетки находятся в газовом и воздушном каналах, соответственно, при этом все зигзагообразные сетки одного поперечного сечения соединены между собой последовательно через боковые отверстия в сплошных пластинах проволочными отрезками, припаянными к их концам, образуя многорядные зигзагообразные сетки, размещенные друг над другом по ярусам во всех газовых и воздушных каналах, причем каждая многорядная зигзагообразная сетка соединена своими концами проволочными отрезками, пропущенными через отверстия в боковых стенках корпуса, с коллекторами электрических зарядов, соединенными, в свою очередь, с клеммами.

На фиг.1-3 представлены общий вид и разрезы полифункционального воздухоподогревателя (ПФВП), на фиг.4-5 - узел стыковки электрогенерирующих проводов с плоскими пластинами (стенками газовых и воздушных каналов) ПФВП.

Предлагаемый ПФВП содержит корпус 1, снабженный газовыми и воздушными патрубками (на фиг.1-5 не показаны), внутри которого помещен пакет, в котором поочередно размещены плоские перфорированные и сплошные пластины 2 и 3, образующие между собой газовые и воздушные каналы 4 и 5, соответственно, отверстия 6 и 7 в перфорированных пластинах 2 размещены попарно рядами друг против друга и снабжены шайбами 8 и 9, выполненными из диэлектрического материала, через которые пропущены также попарно, перпендикулярно и под углом относительно пластин 2 оголенные проволочные отрезки 10 и 11, выполненные из разных металлов и спаянные на концах между собой, образуя зигзагообразные сетки 12, ячейки которых размещены друг над другом в коридорном или шахматном порядке (на фиг.1-3 приведено коридорное расположение ячеек сеток 12) таким образом, что продольные половины каждой сетки 12 находятся в газовом и воздушном каналах 4 и 5, соответственно, сетки 12 одного поперечного сечения ПФВП соединены между собой последовательно через отверстия в сплошных пластинах 3 проволочными отрезками 11, образуя многорядные зигзагообразные сетки 13, размещенные друг над другом по ярусам во всех газовых и воздушных каналах 4 и 5, причем каждая многорядная зигзагообразная сетка 13 соединена своими концами проволочными отрезками 11, пропущенными через отверстия в боковых стенках корпуса 1 с коллекторами электрических зарядов 14 и 15, соединенными, в свою очередь, с клеммами 16 и 17 соответственно.

В основу работы предлагаемого полифункционального воздухоподогревателя положено увеличение скорости теплообмена при применения поверхностей теплообмена с искусственно созданными источниками турбулентности, что обеспечивает интенсификацию процессов теплопередачи путем турбулизации потока среды, разрушения ламинарного подслоя, увеличения поверхности нагрева и, в свою очередь, приводит к снижению размера теплообменной установки. Выполнение источников турбулентности в виде рядов зигзагообразных сеток 12, изготовленных из оголенных проволочных отрезков 10 и 11, выполненных из разных металлов, спаянных на концах между собой, обеспечивает при нагреве одних спаянных концов проволочных отрезков горячими дымовыми газами и охлаждении других холодным воздухом появление в зигзагообразных сетках 12 термоэлектричества [С.Г.Калашников. Электричество. - М.: «Наука», 1970, с.502-506]. При этом протекание электрического тока вызывает появление на поверхности оголенных проводов многорядных зигзагообразных сеток 13 электрических зарядов, притягивающих к себе мелкие частицы механических примесей, что позволяет проводить в ПФВП наряду с нагревом воздуха очистку запыленных дымовых газов.

Плоскоканальный полифункциональный воздухоподогреватель, представленный на фиг.1-5, работает следующим образом.

Запыленные дымовые газы при параметрах, соответствующих режиму работы котельного агрегата из входного газового патрубка, поступают в газовые каналы 4, а из входного воздушного патрубка противотоком в воздушные каналы 5 ПФСП подается холодный воздух, который, при прохождении через каналы 5 в результате процесса теплообмена, заключающегося в передаче тепла теплопроводностью через смежные стенки 2 и 3 газовых и воздушных каналов 4 и 5, соответственно, конвекции в газовой и воздушной средах, нагревается до требуемой температуры и удаляется через выходной воздушный патрубок, а горячие дымовые газы охлаждаются и также удаляются через выходной газовый патрубок (на фиг.1-5 газовые и воздушные патрубки не показаны). При этом большое количество ярусов многорядных зигзагообразных сеток в газовых и воздушных каналах 4 и 5 обеспечивает турбулизацию газовых и воздушных потоков в них и, таким образом, повышает скорость теплопередачи между дымовыми газами и воздухом. Одновременно с процессом теплопередачи ПФВП выполняет функцию электогенератора в результате нагрева спаянных концов проволочных отрезков в зигзагообразных сетках 12, расположенных в газовых каналах 4, горячими дымовыми газами и охлаждения других спаянных концов, расположенных в воздушных каналах 5, холодным воздухом, что обеспечивает появление в многорядных зигзагообразных сетках 13 термоэлектричества, которое поступает в коллекторы 14 и 15, а оттуда через клеммы 16 и 17 подается потребителю. Кроме того, ПФВП одновременно выполняет функцию фильтра, так как наличие сеток 13 предотвращает унос дымовыми газами крупных частиц механических примесей, а протекание электрического тока обеспечивает появление на поверхности оголенных проволочных отрезков 10 и 11 электрических зарядов на всех ярусах многорядных зигзагообразных сеток 13, что притягивает к себе мелкие частицы механических примесей, которые оседают на их поверхности, после чего очищенные и охлажденные дымовые газы удаляются из ПФВП.

Очистку поверхности проводов многорядных зигзагообразных сеток 13 от налипших частиц механических примесей проводят периодически путем их обдувания сжатым воздухом. Интервал между обдувками устанавливают на основании опытных данных.

Эффективность очистки дымовых газов от пылевидных механических примесей зависит от величины ячеек в сетках 13, которая зависит от величины угла между проволочными отрезками 10 и 11, взаимного расположения сеток 13 (коридорного или шахматного), шага между ярусами и их числа.

Величина разности электрического потенциала на клеммах 16 и 17 зависит от характеристик пар металлов, из которых изготовлены проволочные отрезки 10 и 11, числа их пар в многорядных зигзагообразных сетках 13 и числа ярусов (сеток 13). Полученный электрический ток можно использовать для внутрицеховых нужд, например для освещения.

Таким образом, предлагаемый полифункциональный воздухоподогреватель позволяет проводить одновременно нагрев дутьевого воздуха дымовыми газами, очистку их от механических примесей и получение электричества путем его генерирования в самом аппарате при утилизации тепла дымовых газов, что повышает его эффективность.

Полифункциональный воздухоподогреватель, включающий корпус, снабженный газовыми и воздушными патрубками, внутри которого помещен пакет из плоских пластин, образующих между собой газовые и воздушные каналы, отличающийся тем, что в пакете размещены поочередно плоские перфорированные и сплошные пластины, отверстия в перфорированных пластинах размещены попарно рядами напротив друг друга и снабжены шайбами, выполненными из диэлектрического материала, через которые пропущены также попарно, перпендикулярно и под углом относительно пластин проволочные отрезки, выполненные из разных металлов и спаянные на концах между собой, образуя зигзагообразные сетки, устроенные таким образом, что продольные половины каждой зигзагообразной сетки находятся в газовом и воздушном каналах соответственно, при этом все зигзагообразные сетки одного поперечного сечения соединены между собой последовательно через боковые отверстия в сплошных пластинах проволочными отрезками, припаянными к их концам, образуя многорядные зигзагообразные сетки, размещенные друг над другом по ярусам во всех газовых и воздушных каналах, причем каждая многорядная зигзагообразная сетка соединена своими концами проволочными отрезками, пропущенными через отверстия в боковых стенках корпуса с коллекторами электрических зарядов, соединенными, в свою очередь, с клеммами.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройству радиационного нагрева промышленной печи с использованием излучаемого тепла. .

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к газотурбостроению, где создаются и используются компактные и высокоэффективные теплообменные аппараты.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в регенеративных теплообменниках. .

Изобретение относится к газотурбостроению и может быть применено в рекуператорах. .

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплоснабжению, и может быть использовано для утилизации тепла уходящих печных и дымовых газов, а также вентиляционных выбросов при температурах ниже точки росы.

Изобретение относится к теплоутилизирующим устройствам, применяемым для нагрева воздуха (газа) в нагревательных и термических печах различного назначения, и может использоваться в нефтехимической, машиностроительной и металлообрабатывающей промышленности.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в многоходовых воздухоподогревателях для увеличения мощности. .

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к использованию тепла дымовых газов котельных агрегатов и промышленных печей при нагреве воздуха, подаваемого на горение.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для утилизации тепла отходящих от агрегатов газов, в частности для подогрева воздуха выхлопными продуктами сгорания, поступающими от компрессора газотурбинной установки газоперекачивающего агрегата на компрессорных станциях магистральных газопроводов.

Рекуператор тепла для радиационной трубчатой горелки содержит трубу горелки и выпускную трубу. Горелка установлена на входе трубы горелки. Рекуператор установлен на выходе выпускной трубы и содержит теплообменник. Теплообменник расположен внутри соединительной трубы, выполненной с возможностью соединения с выпускной трубой. Теплообменник содержит направляющий участок для направления воздуха, который подлежит предварительному нагреванию, к наконечнику, расположенному на конце рекуператора со стороны впуска дымовых газов, и обратный участок, открывающийся в линию, подающую воздух в горелку. Наконечник определяет путь для изменения на противоположное направление потока воздуха для горения и для направления его в обратный участок. Часть дымовых газов увлекается воздухом для горения и смешивается с ним. Теплообменник занимает только часть поперечного сечения соединительной трубы, а другая часть остается свободной для прохождения дымовых газов к выходу. Направляющий участок теплообменника содержит множество теплообменных трубок, параллельных оси соединительной трубы. Обе текучие среды имеют параллельные потоки, проходящие в противоположных направлениях. Теплообменные трубки открыты внутрь наконечника. Воздушный контур выполнен в виде «петли». Обратный участок смещен в радиальном направлении относительно трубок направляющего участка. Поперечные сечения теплообменных трубок и обратного участка расположены снаружи относительно друг друга. Изобретение позволяет снизить механические напряжения, увеличить площадь теплообмена и уменьшить массу рекуператора. 15 з.п. ф-лы, 9 ил.

Способ монтажа модульного многоходового теплообменника включает монтаж теплообменных модулей с теплообменными трубками путем размещения теплообменных трубок, по крайней мере, в два ряда на прямоугольной трубной решетке и их закрытие покрывающими стенками, коллекторами подвода и отвода теплоносителя и, по крайней мере, одной перепускной камерой между двумя смежными рядами теплообменных трубок. Трубки расположены в одной плоскости. И монтаж теплообменных модулей с теплообменными трубками на опорной раме путем последовательной установки на ней теплообменных модулей и соединения теплообменных модулей с помощью покрывающих стенок со стороны межтрубного пространства перемычками. Производят предварительную сборку теплообменника в заводских условиях. Теплообменные модули устанавливают на опорной раме друг за другом последовательно в горизонтальной плоскости. На первом теплообменном модуле и опорной раме монтируют центровочные узлы для последующей ориентации первого теплообменного модуля на опорной раме в процессе монтажа на объекте. Затем к первому теплообменному модулю стыкуют второй теплообменный модуль. На первом теплообменном модуле монтируют фланцевые вставки, приваривая их к торцевым стенкам коллекторов подвода и отвода теплоносителя, и перемычки в виде прямоугольной металлической полосы. Перемычки приваривают к покрывающей стенке. На втором теплообменном модуле и опорной раме монтируют центровочные узлы. И так далее, пока предварительная сборка теплообменника на опорной раме не будет завершена. При окончательном монтаже на объекте теплообменные модули устанавливают на опорной раме друг за другом последовательно в горизонтальной плоскости с фиксацией в центровочных узлах. Фланцевые вставки предыдущего теплообменного модуля приваривают к торцевой стенке следующего теплообменного модуля, образуя полость рабочего теплоносителя. Перемычки предыдущего теплообменного модуля приваривают к покрывающей стенке следующего теплообменного модуля, образуя полость отработанного теплоносителя. Затем основания теплообменных модулей приваривают к опорной раме. Изобретение позволяет снизить трудоемкость и упростить монтаж модульного многоходового теплообменника. 7 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство управления несгораемыми остатками включает рекуператор (5), соединенный одним концом с камерой (3) горения, а другим с трубой (4) впуска топлива и трубой (8) отвода топочных газов, настоящие трубы оснащены клапанами (2; 10) для чередования между стадиями впуска и отвода через рекуператор, настоящее устройство также включает контур (1) продувки, соединенный с рекуператором (5) для продувки от топлива, которое он содержит до стадии отвода, при этом упомянутый контур (1) продувки предусматривают также для продувки трубы (4) впуска топлива, при этом устройство содержит генератор всасывания. Контур (1) продувки включает газовый эжектор (1.3). Контур (1) продувки включает вентилятор циркуляции. Контур (1) продувки включает вход, соединенный с нагнетательным патрубком клапана (2) впуска топлива. Контур (1) продувки направляет продутое топливо в камеру (3) горения. Устройство содержит сенсор (1.4), определяющий, когда все топливо продуто из рекуператора (5). Сенсором (1.4) является температурный сенсор. Изобретение позволяет управлять несгораемыми отходами. 3 н. и 10 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к устройствам для обогрева и вентиляции воздуха и применяется для обогрева и вентиляции производственных и бытовых помещений, а также в качестве передвижных установок. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности нагрева теплоносителя и надежности работы воздухонагревателя в условиях применения при низких температурах окружающего воздуха. Это достигается тем, что воздухонагреватель содержит корпус цилиндрической формы с патрубками для входа и выхода воздуха, камеру горения в виде цилиндрического стакана с теплообменником, выполненным из труб, установленных в коллекторах и расположенных параллельно поверхности камеры горения, и дымовую трубу. Между корпусом и камерой горения установлены поперечные перегородки, входной коллектор соединен с камерой горения, а выходной коллектор расположен с противоположной стороны и соединен с дымовой трубой, причем в трубах теплообменника установлены турбулизаторы, выполненные в виде изогнутых лент, а выходной коллектор снабжен патрубком слива конденсата, расположенным внутри патрубка обогрева конденсата, соединенного с патрубком выходного воздуховода с нагретым воздухом. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к энергетике и может использоваться в котлах электростанций при подогреве воздуха, подаваемого на горение. Устройство подогрева воздуха дымовыми газами содержит воздухопровод, помещенный в дымовой канал. Втулка направления воздуха установлена на начальном конце воздухопровода, по меньшей мере частично внутри воздухопровода, причем втулка выполнена из слаботеплопроводного материала, предназначена для уменьшения турбулентности в потоке воздуха и имеет впускной конец и второй конец, помещенный внутрь воздуховода. Форма второго конца предназначена для уменьшения турбулентности в потоке воздуха. Втулка снабжена щелями или выемками, которые становятся шире к ее второму концу. Посредством втулки поток воздуха, подаваемый в устройство для нагрева, удерживается на расстоянии от внутренней поверхности воздухопровода до тех пор, пока турбулентность потока достаточно не выровнится, что позволит снизить коэффициент теплопередачи на данном участке трубопровода и не допускать его чрезмерного охлаждения. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к теплообменной технике и может найти применение в промышленной теплоэнергетике. Циклонный теплообменный элемент рекуператора содержит центральный канал 1, образованный внутренней трубой 2 и кольцевой канал 3, образованный внутренней и наружной трубами 2 и 5, соответственно, подключенными к патрубкам подвода 6 и отвода 7 воздуха, патрубок 6 размещен на наружной трубе 5 и установлен тангенциально. На внутренней поверхности наружной трубы 5 со стороны противоположной днищу наружной трубы на расстоянии, равном z=0,4Lк, нанесена искусственная шероховатость 8, например, в виде накатки, где Lк - полная длина кольцевого канала. Технический результат - повышение эффективности теплообменного элемента. 2 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при нагревании воздуха, подаваемого на горение. Техническим результатом изобретения является повышение эффективности стеклоблочного воздухоподогревателя-электрогенератора за счет конструкции стеклоблоков имеющих термоэлектрические преобразователи. Каждый стеклоблок представляет собой термоэлектрическую секцию, состоящую из термоэлектрических преобразователей, расположенных в вертикальных перегородках и воздушных каналах, составленных из парных оголенных проволочных отрезков, выполненных из разных металлов, спаянных на концах между собой и образующих зигзагообразные ряды, соединенные перемычками, крайние проволочные отрезки крайних термоэлектрических преобразователей соединены с однополюсными коллекторами электрических зарядов, соединенными с электрическим аккумулятором. Проволочные отрезки каждого термоэлектрического преобразователя пропущены через вертикальные перегородки так, чтобы их горячие спаи выступали из поверхности газовых каналов и были покрыты тонким слоем материала диэлектрика с высокой теплопроводностью, образуя собой выступы шероховатости в газовых каналах, а противоположные им части термоэлектрических преобразователей и холодные спаи расположены в воздушных каналах, зигзагообразные ряды попарно соединены между собой снизу перемычками, образуя пары зигзагообразных рядов, верхние крайние холодные спаи правого и левого зигзагообразного ряда каждой пары зигзагообразных рядов соединены между собой последовательно через конденсаторы и перемычки. 5 ил.
Наверх