Теплообменник для генератора горячего воздуха и бойлера

012500 Настоящее изобретение относится к теплогенератору. Теплогенераторами являются устройства, которые обычно используют в промышленных или бытовых системах для изменения температуры или состояния текучих сред, например воздуха или воды. Принцип их действия основан на передаче тепла благодаря теплопроводности через стенку или мембрану таким образом, чтобы две текучие среды имели тенденцию к взаимному уменьшению разницы температур посредством генерирования теплового потока, имеющего тенденцию к нагреванию более холодной текучей среды и к охлаждению более теплой текучей среды. Температуры, достигнутые в конце такого процесса, колеблются в зависимости от физических и химических характеристик текучих сред (воздуха,воды или других сред) и от стенки или мембраны (обладающей высокой или низкой теплопроводностью), от геометрии поверхности мембраны (стенка с большими желобками обычно передает большее количество тепла) и от характеристик потока (от принудительной конвекции или естественной конвекции, от наличия турбулентности). Таким образом, температура текучей среды (рабочей текучей среды) может быть изменена посредством принудительного теплообмена с другой текучей средой (обменной текучей средой), большое количество которой доступно при температуре, пригодной для доведения рабочей текучей среды до требуемой температуры. Когда теплообмен завершен, рабочая текучая среда достигает требуемой температуры, тогда как отработанная обменная текучая среда больше не обеспечивает возможность требуемого теплообмена и, следовательно, должна быть вытеснена. Например, если требуется нагреть рабочую текучую среду, то может быть произведен теплообмен с дымами, получаемыми при горении, от топки. Для осуществления такого процесса на практике можно использовать теплогенератор, состоящий из: камеры сгорания для образования дымов с высокой температурой; группы труб для теплообмена между дымами и рабочей текучей средой; сборной камеры для выпускаемых дымов; соединительных средств между камерой сгорания и группой труб и между последней и сборной камерой для сбора дыма; вытяжной трубы, соединенной с камерой для сбора дыма. В более общем виде типовой теплогенератор содержит: камеру сгорания; желобчатую стенку между обменной текучей средой и рабочей текучей средой; выхлопную камеру для выпускаемой обменной текучей среды; соединительные элементы между различными компонентами. Даже при том что физический принцип, на котором основано создание теплогенератора, очень прост, большие сложности возникают при сборке теплогенератора, так как составляющие его элементы и соединительные элементы многочисленны и отличаются друг от друга; их изготовление требует использования большого объема механической обработки, оборудования и квалифицированного труда. Кроме того, потребность в достижении высокой эффективности в показателях соотношения теплообмена и размеров теплогенератора ведет к уплотнению расположения каналов для пропуска обменной текучей среды посредством введения устройств, приспособленных для получения турбулентного потока,что ведет к дополнительному увеличению сложности теплогенераторов. Наконец, из-за сложности сборки теплогенератора достаточно сложно их модифицировать после того, как они изготовлены. Целью настоящего изобретения является создание теплогенератора, с помощью которого можно преодолеть выше упомянутые конструктивные недостатки. Согласно изобретению данную цель достигают с помощью теплогенератора по п.1 формулы изобретения. Обменную текучую среду формируют в камере сгорания, и она входит в желобчатую стенку, проходит в выпускную камеру, из которой выходит через вытяжную трубу. Процесс изготовления теплогенератора согласно изобретению может включать три стадии: стадию изготовления упомянутых базовых элементов из листовых элементов; стадию изготовления упомянутых генераторных модулей из упомянутых базовых элементов; стадию сборки упомянутого теплогенератора из упомянутых генераторных модулей. Упомянутые стадии изготовления упомянутых базовых элементов могут включать механическое деформирование листовых элементов посредством выполнения таких процессов, как вытяжка и удаление частей такого листа. Упомянутая стадия изготовления упомянутых генераторных модулей может включать соединение базовых элементов, например, посредством лазерной сварки, и удаление частей таких базовых элементов. Упомянутая стадия сборки теплогенератора согласно изобретению может включать соединение нескольких генераторных модулей, например, посредством лазерной сварки таким образом, чтобы такие генераторные модули были соединены в каскад. Наконец, на упомянутом теплогенераторе устанавливают топку, с помощью которой генерируют обменную текучую среду путем обеспечения процесса горе-1 012500 ния в камере сгорания. Можно отметить, что изготовление теплогенератора существенно упрощено. Кроме того, облегчено добавление и удаление дополнительных генераторных модулей, что способствует облегчению модификации размеров, характеристик и потенциала упомянутого теплогенератора. Эти и другие отличительные особенности настоящего изобретения станут более очевидными при ознакомлении с последующим подробным описанием варианта его исполнения, который проиллюстрирован, без намерения ограничения объема изобретения, на прилагаемых чертежах, на которых изображено: на фиг. 1 - вид в перспективе теплогенератора согласно варианту исполнения настоящего изобретения; на фиг. 2 - вид в перспективе генераторного модуля, составляющего часть теплогенератора, представленного на фиг. 1; на фиг. 3 - вид в плане базового элемента генераторного модуля согласно варианту исполнения,представленному на фиг. 2; на фиг. 4 - сечение IV-IV базового элемента, представленного на фиг. 3; на фиг. 5 - сечение V-V базового элемента, представленного на фиг. 3; на фиг. 6 - вид сверху генераторного модуля согласно варианту исполнения, представленному на фиг. 2; на фиг. 7 - сечение VII-VII генераторного модуля, представленного на фиг. 6; на фиг. 8 - сечение VIII-VIII генераторного модуля, представленного на фиг. 6; на фиг. 9 - вид сверху генераторного модуля, представленного на фиг. 1; на фиг. 10 - сечение Х-Х комбинированного теплогенератора, представленного на фиг. 9; на фиг. 11 - сечение XI-XI теплогенератора, представленного на фиг. 9; на фиг. 12 - вид в плане теплогенератора, представленного на фиг. 1, на котором четко показано соединение с топкой; на фиг. 13 - вид спереди теплогенератора, представленного на фиг. 12, на котором показан герметизированный корпус 50, с помощью которого обеспечивают возможность нагрева жидкости. На фиг. 1 показан теплогенератор 1, состоящий из трех взаимно соединенных генераторных модулей 13, где каждый модуль 13 (см. фиг. 2) разделен на камеру 10 сгорания, желобчатую стенку 11 и выпускную камеру 12. Упомянутый генераторный модуль состоит из двух базовых элементов 14, взаимно соединенных лицевыми поверхностями. Один из упомянутых базовых элементов 14, изготовленный из нержавеющей стали, показан на фиг. 3-5. В нем можно различить: поверхность 20, которая вносит свой вклад в образование камеры 10 сгорания, в которой генерируют обменную текучую среду, содержащая отверстие 31, которое является нормально закрытым; поверхность 21, которая вносит свой вклад в образование половины желобчатой стенки 11, содержащей множество желобков 25; поверхность 22, которая вносит свой вклад в образование упомянутой выпускной камеры 12 для отработанной обменной текучей среды, содержащая отверстие 32, которое является нормально закрытым. На фиг. 6-8 изображен генераторный модуль 13, сформированный из двух базовых элементов 14. При сравнении фиг. 4 с фиг. 8 и фиг. 7 с фиг. 5 можно понять конструкцию упомянутого генераторного модуля 13, состоящего из двух базовых элементов 14, взаимно соединенных лазерной сваркой, и оценить простоту получения камер 10 и 12 и желобчатых стенок 11, образованных из поверхностей 20, 22 и 21. Можно также отметить, что для конструкции больше не требуется использование дополнительных соединительных элементов между частями упомянутого генераторного модуля 13, который, следовательно,готов к использованию. На фиг. 9-11 изображен упомянутый теплогенератор 1, сформированный из трех генераторных модулей 13. При сравнении фиг. 11 с фиг. 7 и фиг. 8 с фиг. 10 можно понять механизм сборки теплогенератора 1 из генераторных модулей 13, взаимно соединенных лазерной сваркой. При такой сборке открывают коммуникационные отверстия 31 и 32 в соединенных базовых элементах 14. На фиг. 12-13 показан такой же теплогенератор 1, сформированный из трех модульных элементов 13, где четко представлена топка 30 (не показана на фиг. 1-11), соединенная с камерой 10 сгорания посредством отверстия 31, соответственно открытого, и вытяжная труба 33, соединенная с выпускной камерой 12 посредством отверстия 32, также соответственно открытого. Если упомянутый теплогенератор используют для нагрева жидкости, то он может быть введен в соответствующий герметизированный корпус 50, снабженный впуском и выпуском для жидкости. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Теплогенератор (1), состоящий по меньшей мере из одного генераторного модуля (13), содержащего камеру сгорания (10) большего размера, снабженную отверстием (31) для присоединения топки(30) для образования теплообменной текучей среды в камере (10) сгорания; выпускную камеру (12) меньшего размера, снабженную отверстием (32) для присоединения вытяжной трубы (33), и стенку (11) с внутренними желобками для пропуска обменной текучей среды из камеры (10) сгорания в выпускную камеру (12); при этом камера сгорания (10) установлена в верхнем положении, а выпускная камера (12) установлена в нижнем положении для того, чтобы вызвать проход обменной текучей среды по желобкам стенки (11) с внутренними желобками в нисходящем направлении, причем упомянутый генераторный модуль (13) сформирован из пары базовых элементов (14), каждый из которых составляет часть упомянутой камеры (10) сгорания, часть упомянутой стенки (11) с внутренними желобками и часть упомянутой выпускной камеры (12), при этом такие базовые элементы (14) взаимно соединены лицевыми поверхностями с образованием единого блока. 2. Теплогенератор по п.1, отличающийся тем, что упомянутая стенка (11) с внутренними желобками снабжена извилистыми каналами для обменной текучей среды, образованными из наклонных и перекрещивающихся желобков, предназначенных для увеличения турбулентности потока. 3. Теплогенератор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он изготовлен из нержавеющей стали. 4. Теплогенератор по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что он помещен в герметизированный корпус (50) для обеспечения возможности нагрева жидкости, содержащейся в упомянутом герметизированном корпусе. 5. Способ изготовления теплогенератора по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем,что он содержит первую стадию, на которой изготавливают упомянутые базовые элементы (14) из листовых элементов, вторую стадию, на которой соединяют упомянутые базовые элементы (14) для формирования генераторных модулей (13), и третью стадию, на которой осуществляют сборку упомянутых генераторных модулей (13) для формирования упомянутого теплогенератора (1). 6. Способ по п.5, отличающийся тем, что упомянутая первая стадия содержит этап механического деформирования листовых элементов из нержавеющей стали. 7. Способ по п.5 или 6, отличающийся тем, что упомянутая вторая стадия представляет собой лазерную сварку упомянутых базовых элементов (14). 8. Способ по любому из пп.5-7, отличающийся тем, что упомянутая третья стадия представляет собой лазерную сварку упомянутых генераторных модулей (13). 9. Способ по любому из пп.5-8, отличающийся тем, что упомянутая первая стадия содержит этап,на котором открывают отверстие (31) для установки топки (30) и дополнительное отверстие (32) для установки вытяжной трубы (33).