нагреватель воды или воздуха

Формула изобретения

Нагреватель воды или воздуха, содержащий вихревую камеру сгорания, состоящую из улиткообразного коллектора, направляющего аппарата, загрузочного устройства, осевых патрубков, торцевых стенок гиперболической формы (или приближенной к гиперболической - для упрощения изготовления, например конической), на внутренней поверхности которых выполнены микроканалы в виде трехступенчатого каталитического пакета, включающего слой высокоактивного Pd-Ge-Al₂O₃ - катализатора на входе в вихревую камеру сгорания, основного термостабильного катализатора на основе гексаалюмината Mn и тонкий слой Pd-Mn-La-Al ₂O₃ - катализатора на выходе из вихревой камеры сгорания, роторный разбрасыватель твердого или жидкого топлива или измельченных бытовых отходов, кожуховихревой теплообменник, установленный на внешней стороне вихревой камеры сгорания, одной из стенок которого являются торцевые стенки вихревой камеры сгорания, отличающийся тем, что внутри кожуховихревого теплообменника выполнены микроканалы.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к оборудованию для подогрева воды или воздуха, а также к оборудованию для утилизации тепла, полученного от сжигания измельченных бытовых отходов.

Известна вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена (1), содержащая улиткообразный коллектор, направляющий аппарат, торцевые стенки гиперболической формы, на внутренней поверхности которых выполнены микроканалы с нанесенным слоем катализатора.

Известна также работа (2), в которой установлен оптимальный тип катализатора для сжигания различных видов топлива.

Недостатком известной вихревая камеры (1) является то, что она не обеспечивает нагрев воды или воздуха.

Задача изобретения - разработать аппарат для сжигания различных видов топлива, а также измельченных бытовых отходов, в котором осуществлялся бы подогрев воды или воздуха.

Поставленная задача решается созданием нагревателя воды или воздуха, содержащего вихревую камеру сгорания, состоящую из улиткообразного коллектора, направляющего аппарата, загрузочного устройства, осевых патрубков, торцевых стенок гиперболической формы (или приближенной к гиперболической - для упрощения изготовления, например конической), на внутренней поверхности которых выполнены микроканалы в виде трехступенчатого каталитического пакета, включающего слой высокоактивного Pd-Ge-Al ₂O₃-катализатора на входе в вихревую камеру сгорания, основного термостабильного катализатора на основе гексаалюмината Mn и тонкий слой Pd-Mn-La-Al₂O₃-катализатора на выходе из вихревой камеры сгорания, роторного разбрасывателя твердого или жидкого топлива или измельченных бытовых отходов, кожуховихревого теплообменника, установленного на внешней стороне вихревой камеры сгорания, одной из стенок которого являются торцевые стенки вихревой камеры сгорания, отличающийся тем, что внутри кожуховихревого теплообменника выполнены микроканалы.

Нагреватель воды или воздуха представлен на Фиг.1 и Фиг.2, где 1 - улиткообразный коллектор; 2 - направляющий аппарат; 3 - загрузочное устройство; 4 и 5 - торцевые стенки гиперболической формы; 6 и 7 - осевые патрубки; 10, 8, и 9 - микроканалы с нанесенным слоем катализатора Pd-Ge-Al₂O₃ на входе в вихревую камеру сгорания; основного термостабильного катализатора на основе гексаалюмината Mn и тонкий слой Pd-Mn-La-Al₂ O₃-катализатора на выходе из вихревой камеры сгорания; 11 - роторный разбрасыватель; 12 - кожуховихревой теплообменник, состоящий из двух частей, примыкающих соответственно к нижней 4 и верхней 5 торцевым стенкам вихревой камеры сгорания; 13 - улиткообразные патрубки подачи холодной воды в кожуховихревой теплообменник; 14 - направляющие аппараты кожуховихревого теплообменника; 15 - патрубки вывода нагретой воды из кожуховихревого теплообменника, 16 - микроканалы внутри кожуховихревого теплообменника.

Нагреватель воды или воздуха работает следующим образом.

Первый вариант

Твердое или жидкое топливо или их смесь с измельченными бытовыми отходами подаются в загрузочное устройство 3 и далее поступают на роторный разбрасыватель 11 и в рабочую зону вихревой камеры сгорания между торцевыми стенками 4 и 5, где происходит их сгорание. В рабочую зону вихревой камеры через улиткообразный коллектор 1 и направляющий аппарат 2 подается также воздух. Гиперболические стенки вихревой камеры позволяют удерживать частицы твердого или жидкого топлива, а также измельченные частицы бытовых отходов в рабочей зоне вихревой камеры до полного сгорания, после чего воздух с продуктами сгорания выводится из вихревой камеры через осевые патрубки 6 и 7.

Второй вариант

Нагрев воды или воздуха газом или смесью газа с измельченными бытовыми отходами. Газ в смеси с воздухом подается в рабочую зону вихревой камеры между торцевыми стенками 4 и 5, сгорает и нагревает воду, протекающую через кожуховихревой теплообменник 12. В рабочую зону вихревой камеры сгорания могут подаваться также измельченные бытовые отходы, что снижает расход газа на нагрев воды или воздуха. Продукты сгорания выводятся из вихревой камеры через осевые патрубки 6 и 7, а нагретая вода или воздух - через патрубки 15.

Микроканалы, выполненные внутри кожуховихревого теплообменника, обеспечивают развитую поверхность теплообмена и интенсивную передачу тепла от вихревой камеры сгорания нагреваемой воде или воздуху, что позволяет уменьшить потери тепла по сравнению с применением дополнительного теплообменника, а также уменьшают габариты нагревателя.

Литература

1. Патент на изобретение № 233 7294. Вихревая камера для проведения процессов тепломассообмена / Шелудяков Е.П., опубл. 27.10.2008. Бюл. № 30.

2. Каталитическое сжигание - в малую энергетику / Наука в Сибири № 47 (4 декабря 2008 г.) http://www-sbras. /HBC/.