Обігрівач салону транспортного засобу

Винахід відноситься до галузі опалювальних апаратів і може бути використаний для обігріву салону транспортного засобу. Відомо обігрівачі, що містять електронагрівальні елементи і відцентровий вентилятор для їх обдування та подачі повітря до споживача (див. Попржедаінский Р.А. і ін. Довідник - М.: Машинобудування, 1988 - 251с.). Основними недоліками таких пристроїв є підвищена пожежо- і електронебезпечність, обумовлена наявністю електронагрівальних елементів. Погіршення параметрів мікроклімату в приміщенні, що обігрівається, внаслідок влучення аерозольних часток на розпечену поверхню електронагрівального елементу, супроводжуючогося утворенням продуктів згоряння. Обігрівачі даного класу не забезпечують подачу свіжого повітря в салон транспортного засобу, що вимагає застосування допоміжних пристроїв, ускладнюючих конструкцію. Крім того, використання електронагрівників на транспортному засобі, основним силовим агрегатом якого є двигун внутрішнього згоряння небажано, унаслідок нераціональності процесу одержання теплоти: теплова енергія, що виділилася при згорянні палива, перетвориться в механічну енергію двигуна внутрішнього згоряння (ДВЗ), механічна енергія ДВЗ - в електричну за допомогою генератора і, нарешті, електронагрівальні пристрої перетворять електричну енергію в теплову. Серйозним недоліком є відсутність можливості використання теплоти відроблених газів двигуна. Відомо компресор теплового стиску (КТС), що містить теплообмінник, розміщений у вип ускному тракті ДВЗ, впускний і випускний патрубки, нагнітальний канал і повітровід системи обігріву (див. Деклараційний патент №37772А від 15.05.2001, МПК, F24Н3/04, бюл.№4 2001р.), обраний за прототип. Недоліками відомого пристрою є неприйнятно висока температура повітря, що нагнітається у салон транспортного засобу (наприклад, пасажирського вагона дизель-потяга) з погляду безпеки, а також низька продуктивність. Крім того, ефективність роботи відомого пристрою знаходиться в прямій залежності від якості продування осередків свіжим зарядом, здійснюваної під дією відцентрових сил, що обмежує мінімальні розміри ротора компресора теплового стиску. В основу винаходу поставлено задачу удосконалення обігрівача салону транспортного засобу шляхом розміщення у випускному патрубку газового ежектора, активне сопло якого повідомлено трубопроводом з нагнітальним каналом, а камера змішування - з повітроводом системи обігріву, що забезпечить зниження температури нагнітаємого повітря до комфортних значень, збільшення теплопродуктивності, зменшення залежності ступеня продувки від відцентрових сил (зменшення габаритних розмірів за рахунок діаметра ротора КТС), а, отже, підвищення безпеки, ефективності і зменшення габаритних розмірів обігрівача. Застосування газового ежектора дозволяє збільшити розхід повітря, що нагнітається в салон транспортного засобу при одночасному зниженні температури до необхідних значень, що підвищує безпеку обігрівача. Розміщення газового ежектора, активне сопло якого повідомлено трубопроводом з нагнітальним каналом, у патрубку відводу повітря дозволяє здійснити підсмоктування додаткового повітря через впускний патрубок, за рахунок енергії стиснутого повітря, отриманої в результаті утилізації енергії відроблених газів у компресорі теплового стиску. Таке рішення суттєво зменшує залежність ступеня продувки від відцентрових сил, що спричиняє зменшення габаритних розмірів. Підключення камери змішання до повітроводу системи обігріву дозволяє збільшити теплопродуктивність обігрівача, внаслідок утилізації теплоти продувного контуру, що підвищує ефективність пристрою. Сутність винаходу пояснюється ілюстративним матеріалом, де зображено обігрівач салону транспортного засобу, який складається з повітроводу 1 системи обігріву та компресора теплового стиску 2, що утримує корпус 3, ротор 4 з осередками 5, статор 6 з напірообмінними каналами 7, продувну магістраль 8, витісняючу магістраль 9 з теплообмінником 10, розміщеним у випускному тракті ДВЗ, впускним 11 і випускним 12 патрубком, нагнітальним каналом 13, активним соплом ежектора 14. Обігрівач працює наступним чином. Після роз'єднання осередку 5 ротора 4 із продувною магістраллю 8 у ньому утримується повітря при параметрах навколишнього середовища. При русі осередку до витісняючої магістралі 9 тиск у ній східчасте підвищується, унаслідок надходження частини робочого тіла із суміжних відносно напірообмінних каналів 7 статора 6 осередків ротора 4. Далі осередок 5 підключається до витісняючої магістралі 9. Тиск повітря у витісняючій магістралі 9 перевищує тиск в осередку 5, отже, відбувається «достискання» робочого тіла осередку. Після чого під дією відцентрових сил здійснюється витиснення холодного повітря з осередку 5, підігрітим у теплообміннику 10 повітрям. Відносно холодне повітря надходить у теплообмінник 10, де відбувається його підігрівання та розширення, завдяки чому у витісняючій магістралі 9 підтримується максимальний тиск циклу, що перевищує тиск попереднього стиску. Частина нагрітого повітря з витісняючої магістралі 9 відводиться до споживача - через нагнітальний канал 13 і активне сопло ежектора 14 повітроводу 1 системи обігріву. У процесі подальшого обертання ротора 4 тиск в осередку 5 знижується унаслідок відводу частини робочого тіла в суміжні, стосовно напірообмінних каналів 7 статора 6 осередки. Таким чином, у міру наближення розглянутого осередку 5 до продувної магістралі 8 відбувається зниження температури та тиску газів у ньому. У період підключення осередку 5 до продувної магістралі 8, під дією відцентрових і інерційних сил (викликаних витіканням нагрітого повітря через активне сопло ежектора 14) відбувається заміщення нагрітого повітря на атмосферне, причому нагріте повітря надходить у випускний патрубок 12, де перемішується з потоком, що витікає з активного сопла ежектора 14, що дозволяє збільшити продуктивність обігрівача при зниженні температури нагнітаємого повітря до комфортних значень. Крім того, збільшується розхід атмосферного повітря через впускний патрубок 11, що забезпечує інтенсифікацію процесу продувки. Після випускного патрубка повітря надходить у повітровід 1 системи обігріву з деяким надлишковим тиском достатнім для подолання його гідравлічного опору. Далі осередок 5 роз'єднується з продувною магістраллю 8 і описаний процес, повторюючись, забезпечує безперервну роботу установки. Таким чином, запропоновані конструктивні зміни дозволяють підвищити ефективність, поліпшити безпеку та зменшити габаритні розміри обігрівача.