Устройство для воздушного обогрева

 

388182

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 08.11.1971 (№ 1631134/24-6) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 22Х!.1973. Бюллетень № 28

Дата опубликования описания 28.XI.1973

М. Кл. F 26Ь 23/02

F 02п 17/00

Государственный комитет

Совета Мииистров СССР по делам изобретений и открытий

УДК 66.047.134:621.43-574 (088.8) Авторы изобретения

М. Ф. Лендин и Н, С. Стриженко

Комсомольское автотранспортное предприятие 04667 Донецкого производственного треста грузового автотранспорта

Заявитель

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ВОЗДУШНОГО ОБОГРЕВА

Изобретение относится к общему машиностроению, в частности к устройствам по подогреву двигателей автомобилей горячим воздухом перед запуском в холодное время года при их безгара кном содержании.

Известны устройства для воздушного обогрева, например, автомобильных двигателей, содержащие воздуховод с установленным в нем вентилятором подачи воздуха в камеру сгорания, на выходе из которой размещен теплообменник.

Однако в устройствах такого типа происходит большая |потеря тепла, полученного при горении топливовоздушной смеси:из-за непродолжительного контактирования пламени и продуктов горения с поверхностями теплообменивающих элементов (наружу выбрасывается газовоздушная смесь с высокой температурой), а также незначительный съем тепла с поверхностей теплообменн ика полезным теплоносителем из-за непродолжительного контакта его с поверхностями теплосъема. Кроме того, устройства имеют низкий к.п.д. по отношению к израсходованному топливу: незначительное количество тепловой энергии, образующейся от сгорания топлива, переходит к полезному теплоносителю. Использование в устройстве с одной горелкой двух вентиляторов влечет за собой большой расход электроэнергии на единицу полученного тепл а. Устройство очень громоздко и имеет малую эффективность использования при подогрев» двигателей большого числа автомобилей.

Цель изобретения — повышение к,п.д., сни5 женские потерь тепла, полученного при сгорании топлива в устройстве, за счет повышения полезной теплосъемности с поверхности теплообменника путем увеличения продолжительности контактирования продуктов горения и на10 греваемого воздуха с поверхностями теплообменных элементов и создание конструкции теплообменника, одновременно являющегося аккумулятором тепловой энергии, служащим для продолжения съема с его поверхности теп15 ла при прекращении горения топлива в камере; применение одного вентилятора для обеспечения эффективной работы всего устройства с двумя и тремя камерами сгорания по разным направлениям потока горячего воздуха, а

20 следовательно уменьшение расхода электроэнергии на единицу полученного тепла, а также создание компактного высокоэффективного устройства по подогреву двигателей перед запуском в холодное время года большого ко25 личества автомобилей, содержащихся на открытой стоянке.

Цель достигается тем, что теплообменпик является продолжением камеры сгорания точливовоздушной смеси и расположен по отпо30 шению к воздуховоду как труба в трубе по

388182 всей его длине, чем обеспечивается максимальная отдача тепла от горения топливовоздушной смеси внутренней поверхности теплообменника и максимальный съем полезного тепла теплоносителем с наружной поверхности теплообменника за счет контактирования газовоздушной смеси горения и теплоносителя по всей длине тсплообменника и воздуховода.

Для обеспечения полного сгорания топлива в теплообменник дополнительно подают чистый воздух, вход которого в горящее пламя теплообменника производится в разных точках винтообразно, чем достигается хорошее перемешивание смеси и полное сгорание топлива в теплообменнике.

Для увеличения тепл оемкости теплообменник выполнен из толстостенной трубы и имеет дополнительно вваренные в произвольном порядке по периметру и по длине теплообменника стержни, выступающие внутрь и наружу трубы теплообменника, которые служат для лучшего отбора тепла от горения смеси внутши теплообменника, увеличения аккумулирования тепловой энергии и передачи тепла своими наружными выступами теплоносителю.

Такая конструкция теплообмен ника позволяет использовать накопленное теплообменником тепло половину времени работы устройства, подавать горячий воздух на обогрев автомобилей при отключенной подаче топлива, т. е. при неработающей камере сгорания.

В указанном устройстве, используется один осевой одноступенчатый .вентилятор со встроенным электродвигателем, установленный, в одном из предлагаемых .вариантов, на углу

V-образного стыка двух воздуховодов, который обеспечивает подачу воздуха в обе камеры сгорания и оба теплообменника для горения топлива, а также обеспечивает подачу теплоносителя IIO двум воздуховодам для одновременного подогрева двигателей большого числа автомобилей.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, продольный разрез; на фиг. 2 — то же, вид в плане; на фиг. 3 — разрез по А — А на фиг. 2; на фиг. 4 — схема подачи топлива к форсункам; на фиг. 5 — конечная часть воздуховода при работе устройства с горением топлива, продольный разрез; на фиг. 6 — конечная часть воздуховода при:работе устройства без горения топлива, продольный разрез; на фиг. 7, 8 и 9 — варианты расположения воздуховодов устройства с одним .вентилятором.

Разъемный воздуховод 1 предлагаемого устройства изготовлен из труб, в нем установлен вентилятор 2 подачи воздуха в камеру сгоран ия З,,на выходе,из которой:размещен теплообменник 4. Камера сгорания представляет собой |известную камеру реактивного авиационного двигателя. Теплообменник .выполнен в виде трубы и одним концом крепится к камере сгорания и воздуховоду, а по всей длине воздуховода центрируется вварен ными радиальными стержнями 5, пропущенными внутрь теплообменника. Часть наружных выступов

15 го

4 стержней, являющихся опорой теплообменника, имеют загибы для лучшего скольжения при температурных смещениях.

Дл я компенсирования температурных удлинений теплообменник имеет разрез, стыки которого перекрыты компенсационной муфтой б.

Встречный поток воздуха, разность давлений и явление эжекции не дают возможности пламени и газам просочиться через зазоры муфты,в полость воздуховода.

Для обеспечения интенсивного и полного сгорания топлива между воздуховодом и камерой сгорания размещены по окружности трубопроводы 7 с разноудаленными от камеры концами, заведенными в теплообменник.

Воздуховод установлен н а опорных катках

8 и снабжен патрубками 9 выхода горячего воздуха на обогрев и заслонками 10, 11 и 12, одна из которых размещена между вентилятором и камерой сгорания, вторая — в патрубках 9, а третья — на выходном конце теплообменника.

Схема подачи топлива к форсунке 18 камеры сгорания состоит из бака 14, насоса 15, получающего вращение от электродвигателя

1б, фильтров 17 и 18,,соответственно грубой и тонкой очистки, а также вентилей 19 и 20.

Работает устройство следующим образом.

Открываются заслонка 10 и вентили 19 и

20, подается напряжение на спираль, установленную в камере сгорания, включается электродвигатель 1б насоса 15 и топливо из бака

14 по системе трубопроводов через фильтры

17 и 18 очистки топлива поступает к форсунке 18. В форсунке топливо воспламеняется от спирали, после чего .включается вентилятор 2 и снимается напряжение со спирал и.

Количество подаваемого топлива к форсункам регулируется путем возвратной циркуляции топлива вентилем 19.

Нагнетаемый вентилятором воздух разветвляется на два потока, часть его заходит в камеру сгорания 8, посредством направляющих пластин камеры приобретает вращательное движение, смешивается с распыленным форсункой горящим торопливом, полное сгорание которого происходит в полости теплообменника.

Одновременно с этим нагнетаемый воздух по трубопроводам 7 винтообразно вдувается в горящее пламя, усиливая турбулентность смеси горящего топлива со,свежим воздухом, чем обеспечивается полное, бездымное сгорание топлива в теплообменнике.

Пламя горения,и поток раскаленных газов, проходя по всей длине теплообменника 4, отдает тепло его поверхности и стержням 5 и через открытую концевую заслонку 12 выбрасывается в атмосферу, имея незначительную температуру.

Большая часть потока нагнетаемого воздуха, минуя камеру сгорания 8 и трубопроводы

7, становится теплоносителем, который устремляется в воздуховод, контактируется с раскаленной .поверхностью тепл ообменника 4 и

388182 стержнями 5, проходит по всей длине воздуховода, нагревается,и через патрубки 9 при открытых заслонках 11 выходит на обогрев автомобилей.

При работе устройства в течение 15 — 20мин теплообменник 4 по,всей длине и стержни 5 сильно накаляются и дальнейшая подача топлива в камеру становится нецелесообразной.

Поэтому выключается насос 15, закрываются вентили 20, и горение топлива прекращается, Закрывается и концевая заслонка 12.

В этом случае весь нагнетаемый вентилято:ром воздух становится полезным тепл оносителем. Воздух с большим напором и скоростью обдувает раскаленную наружную поверхность теплообменника 4 и наружные выступы стержней 5, снимая с этих поверхностей накопленное тепло, нагревается и также через патрубки 9 идет на обогрев двигателей автомобилей еще в течение 15 — 20 мин при неработающей камере сгорания.

Одного такого цикла, включающего в себя

15 — 20 мин .работы устройства с подачей и горением топлива и 15 — 20 мин работы без подачи и горения топлива, вполне достаточно для подогрева перед запуском двигателей автомобилей, н аходящихся на открытой стоянке при температуре окружающего воздуха — 10—

15 С. При температуре окружающего воздуха — 20 С и ниже требуется два таких цикла работы устройства, По окончании работы устройства, для его остановки, необходимо выключить насос 15, закрыть вентили 20, дать поработать несколько минут вентилятору для охлаждения тепло5 обменника, после чего выключить вентилятор и закрыть заслонку 10.

Воздуховоды устройства могут быть выполнен ы в различных вариантах (см. фиг. 7 — 9).

Это зависит от расположения стоянки автомобилей.

Воздуховоды могут быть наземными илн подземными, иметь, разную форму сечения и могут быть изготовлены из металла, кирпича, бетона и других материалов.

Предмет изобретения

Устройство для воздушного обогрева, например, автомобильных двигателей, содержа20 щее воздуховод с установленным в нем вентилятором подачи воздуха в камеру сгорания, на выходе из которой, размещен теплообменпик, отличаюшееся тем, что, с целью повышения эффективности, теплообменник выполнен

25 в виде полого тела, например трубы, снабженного по всей, длине выступающими внутрь и наружу радиальными стержнями, а между воздуховодом и камерой сгорания размещены по окружности трубопроводы с разноудален30 н ыми от камеры концами, заведенными в теплообменник.

388182

Составитель Н. Клименко

Рсдактор Л. Мазуронок Техред А, Камышникова Корректор А. Дзесова

Заказ 3070,!3 Изд. № 1741 Тираж 647 Подписное

Ш1ИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2