Воздухонагреватель смесительного типа. газовый теплогенератор


 


Владельцы патента RU 2585331:

Козаченко Александр Иванович (RU)
Кузнецов Борис Дмитриевич (RU)
Найденов Роман Эдуардович (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагрева воздуха. Сущность изобретения в том, что воздухонагреватель смесительного типа содержит корпус, воздушные камеры, камеру сгорания, выполненную из двух конических обечаек с заданным углом раскрытия, а регулировка режимов горения может осуществляться с помощью поворотной заслонки - шибера, встроенного в саму горелку. Газовая камера может быть выполнена из цельнотянутой трубы, а камера сгорания приварена к ней точечной сваркой. Изменяя угол раскрытия шибера, регулируется размер факела и степень избытка кислорода, тем самым получая оптимальное сгорание топлива при минимальных выбросах несгоревших углеводородов и минимальном количестве вредных веществ (СО и NOx) в отходящих газах. 1 з.п. ф-лы,1 ил.

 

Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к газовым теплогенераторам с принудительной подачей воздуха, и может быть использовано для нагрева воздуха.

Техническим результатом изобретения является возможность регулировки мощности газового теплогенератора, снижение вредных выбросов, уменьшение потерь напора в воздушном тракте, снижение уровня шума, повышение надежности, упрощение конструкции и монтажа горелки.

Газовый теплогенератор содержит цилиндрический корпус, внутри которого расположены две цилиндрические и две конические обечайки, расположенные коаксиально. Две конические обечайки образуют камеру сгорания. Корпус и первая внутренняя цилиндрическая обечайка образуют внешнюю воздушную камеру. Внутренняя цилиндрическая обечайка образует внутреннюю воздушную камеру. У ее входа расположены затворки шиберного устройства для регулирования воздушного потока. Обе конические обечайки приварены к кольцу, изготовленному из цельнотянутой трубы. К этой трубе подсоединена труба газопровода с газовой аппаратурой. В кольцевой трубе со стороны, расположенной между коническими обечайками, проделаны отверстия, по которым газ подается в пространство между обечайками. В стенках обечаек проделаны отверстия. Количество, расположение, размер и форма этих отверстий получены расчетным путем, подтвержденным проведенными экспериментами.

Известна горелка (патент РФ №2052174 F23D 14/62), содержащая наружный диффузор, коаксиально расположенные в нем средний и внутренний диффузоры, образующие между собой конусный кольцевой топливный коллектор, к вершине которого подключен топливный патрубок, при этом наружный и средний диффузоры образуют между собой конфузорный, кольцевой, воздушный канал. Смеситель дополнительно снабжен наружным конфузором, основание которого сопряжено с основанием наружного диффузора, а внутри указанного диффузора коаксиально расположен внутренний конфузор, образующий с последним диффузорный кольцевой топливовоздушный канал. При этом основания среднего диффузора и внутреннего конфузора сопряжены между собой, а на участке стенки внутреннего диффузора, прилегающего к указанному месту сопряжения, выполнены отверстия, сообщающие кольцевой топливный коллектор с диффузорным топливовоздушным каналом под прямым углом, а наружный конфузор удерживает средний ребрами, выполненными в виде направляющих.

Наиболее близкой к заявляемому газовому теплогенератору по совокупности существенных признаков является газовая горелка (патент РФ №2213299 F23D 14/20) с принудительной подачей воздуха, содержащая камеру для подвода воздуха, камеру для подачи газа, в торцовых стенках которой выполнен ряд оппозитно расположенных отверстий, смесительные трубки с кольцевым рядом отверстий в боковых стенках и жаровую трубу, согласно изобретению камера для подачи газа установлена между камерой для подвода воздуха и жаровой трубой с образованием кольцевого зазора между ее боковой цилиндрической стенкой и жаровой трубой, при этом смесительные трубки герметично установлены в отверстиях торцовых стенок камеры для подачи газа, в боковой цилиндрической стенке которой выполнен кольцевой ряд радиальных отверстий, а отверстия в боковых стенках смесительных трубок расположены внутри камеры для подачи газа.

Однако данная горелка очень чувствительна к перепадам давления газа и воздуха, возникает опасность или резкого увеличения содержания оксидов азота (NOx), или же затрудняется плавный розжиг горелки. Другим недостатком данной конструкции является сложность изготовления - большое количество сварных, герметичных швов, соединяющих детали, работающие при больших температурных градиентах, которые при длительной работе растрескиваются, при этом теряется герметичность газовой камеры и нарушается конструкционная целостность изделия.

В предлагаемом устройстве постарались избежать указанных недостатков.

Воздухонагреватель содержит цилиндрический корпус (1), внутри которого расположены две цилиндрические (2), (3) и две конические (4), (5) обечайки, расположенные коаксиально. Две конические обечайки образуют камеру сгорания (14). Корпус и первая внутренняя цилиндрическая обечайка образуют внешнюю воздушную камеру (6). Две цилиндрические обечайки образуют воздушную камеру (8). На входе в камеру (8) размещается фильтрующая сетка (11) для предохранения камеры сгорания от попадания в нее посторонних частиц.

Внутренняя цилиндрическая обечайка образует внутреннюю воздушную камеру (7). У ее входа расположены затворки шиберного устройства (10) для регулирования воздушного потока. Пространство, образующееся коническими обечайками, является камерой сгорания (14). Угол раскрытия конуса α=4÷12°. Обе конические обечайки приварены к кольцу, изготовленному из цельнотянутой трубы (9), которая является газовой камерой. К этой трубе подсоединена труба газопровода с газовой аппаратурой (12). В кольцевой трубе со стороны, расположенной между коническим обечайками, проделаны отверстия (13) диаметром 1,5 мм, площадь отверстий в 3÷3,5 раза меньше площади отверстия в подводящем газовом патрубке. Через отверстия газ подается в камеру сгорания. В стенках обечаек проделаны отверстия (15), через которые в камеру поступает воздух. Диаметры отверстий от 2,5 мм до 5 мм. Общая площадь отверстий в 20÷30 раз больше площади отверстий для газа.

Камера сгорания, состоящая из двух расходящихся конических обечаек, приварена к газовой камере, цельнотянутой трубе, с помощью точечной сварки. Полученная конструкция не боится коробления при неравномерном нагреве ее отдельных частей.

Камера сгорания по условиям работы подвергается неравномерному нагреву, то есть сторона камеры, в которой проделаны отверстия, из которых выходит газ, находится в термической зоне при высокой температуре. Противоположная сторона газовой камеры нагревается до более низкой температуры, так как постоянно обдувается холодным воздухом. В результате возникает перепад температур, который ведет к неравномерному расширению металла камеры. Если камера сгорания выполнена из отдельных деталей сваркой, то сварка должна осуществляться сплошным герметичным швом по всей длине. Неравномерный нагрев камеры и соответственно расширение ведет к большим напряжениям в металле. Сварные швы в этих местах должны выполняться очень тщательно высококвалифицированными сварщиками, что не всегда возможно осуществить. Довольно большая протяженность этих швов ведет к увеличению сроков изготовления, удорожанию конструкции, к изготовлению ее в специальной оснастке. К тому же сварная конструкция по определению слабее цельного металла и соответственно срок службы у нее меньше.

Камера сгорания выполнена из двух конических обечаек, в которых проделаны отверстия для поступления внутрь камеры воздуха. Так как воздух поступает внутрь камеры через специальные отверстия, то добиваться герметичности в месте приварки этих обечаек к газовой камере (цельнотянутой трубе) нет необходимости, приток небольшого количества воздуха через неплотности в сварных швах не изменит сколь-нибудь существенно соотношение газ - воздух. В этом случае соединение деталей можно осуществить точечной сваркой и в результате избежать напряжений, возникающих при сварке непрерывным швом. Это упрощает и удешевляет изготовление горелки.

Конструкция камеры сгорания, выполненная из двух конических обечаек, позволяет воздуху попадать внутрь камеры без большого аэродинамического сопротивления. Воздух плавно попадает внутрь камеры, что снижает возникновение турбулентности потока на входе и уменьшает возникновение звуковых волн (шума). Струи воздуха, проходя через расположенные под углом конические обечайки, распространяются внутри камеры на большее расстояние, увеличивается интенсивность перемешивания газовых сред (внутренней - природный газ с поступающей извне - атмосферный воздух) и соответственно обеспечивается более полное сгорание на небольшом расстоянии.

Расположение отверстий на конических обечайках обеспечивает достаточное поступление атмосферного воздуха в камеру сгорания, необходимое для полного сгорания топлива, с одной стороны (незначительное образование CO и несгоревших углеводородов), а с другой, обеспечивает горение при не очень высоких температурах (до 1000°C), что не ведет к образованию значительного количества окислов азота (NOx).

Розжиг газогенератора осуществляется с помощью электрода розжига (16). Контроль пламени осуществляется датчиками контроля пламени (17).

Воздухонагреватель работает следующим образом.

Запускается вентилятор, продувается газовая магистраль, на горелку подается газ и производится розжиг горелки. Регулируя угол раскрытия шибера, регулируется размер факела и степень избытка кислорода. Когда начинает прикрываться шибер, то давление в камере (7) за шибером падает, падает давление за всей горелкой и соответственно увеличивается перепад давлений между входом в теплогазогенератор и выходом из него, при неизменной скорости вращения вентилятора. В результате увеличивается скорость потока воздуха в камерах (6) и (8). Увеличившаяся скорость воздуха в камере (8) приводит к поступлению большего количества воздуха в камеру (14) через отверстия (15), что естественно приводит к изменению соотношения газ - воздух в камере сгорания (14). Регулируя это соотношение можно добиваться наиболее оптимальных условий для горения.

Поворотом шиберной заслонки можно легко настраивать режим максимально полного сгорания при различных температурах наружного воздуха, увеличивая тем самым коэффициент теплового регулирования всего воздухонагревателя, при минимальном количестве образующихся вредных веществ: оксидов углерода (CО) и оксидов азота (NOx). Управление шиберной заслонкой может осуществляться как вручную, так и с помощью электропривода в автономном (безлюдном) варианте.

Эффективность сжигания газа и интервал «чистого» горения увеличивается и не зависит от межсезонных колебаний уличной температуры

1. Воздухонагреватель смесительного типа, газовый теплогенератор, содержащий корпус, воздушные камеры, камеру сгорания, отличающийся тем, что камера сгорания выполнена из двух конических обечаек с углом раскрытия в пределах 4÷12°, а регулировка режимов горения может осуществляться с помощью поворотной заслонки - шибера, встроенного в саму горелку.

2. Воздухонагреватель по п. 1, отличающийся тем, что газовая камера выполнена из цельнотянутой трубы, а камера сгорания приварена к ней точечной сваркой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу производства биметаллических сборных радиаторов и узла закладных элементов для применения в данном способе. Узел закладных элементов (1) для производства биметаллических сборных радиаторов включает заданное количество стальных трубчатых закладных элементов (2), одинаковых между собой, располагающихся рядом, параллельно, имеющих два отверстия (3) на соответствующих концах, предназначенные для заделки в соответствующие литые алюминиевые корпуса, усиливающий каркас (4) из алюминиевого сплава, который жестко соединяет трубчатые закладные элементы (2) между собой.

Изобретение относится к области теплотехники и может использоваться при изготовлении радиаторов отопления. Способ характеризуется тем, что при изготовлении радиаторов используют трубчатые части сердечников с коническими раструбами, в которые вставляют соединительные конические втулки, при этом на крайние секции радиатора устанавливают концевые конические втулки.

Группа изобретений относится к теплотехнике, а именно к отопительным приборам, и может быть использована для систем водяного отопления жилых, общественных и производственных зданий и помещений.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может использоваться в радиационных газовых обогревателях, устанавливаемых вне помещения. Обогреватель включает одно или более впускных отверстий для газа и для воздуха, одну или более газовых горелок, в которых происходит поджигание газа, один или более теплоизлучающих элементов, испускающих инфракрасное излучение с применением энергии, выделяемой при помощи газовых горелок, один или более ионизационных датчиков, находящихся вблизи теплоизлучающих элементов, для обнаружения наличия или отсутствия пламени, корпус, вмещающий в себя газовые горелки, теплоизлучающие элементы и ионизационные датчики, блоки управления, электрически связанные с ионизационными датчиками и с впускными отверстиями для газа, при этом блоки управления выполнены с возможностью срабатывания для отключения подачи газа в том случае, если ионизационные датчики обнаруживают отсутствие пламени.

Изобретение относится к отопительной технике. Электрорадиатор содержит корпус с нагревательным элементом.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности устройствам для сжигания пеллет, древесных и других отходов, используемых для выработки тепла, например, на деревообрабатывающих производствах и может быть использована для отопления различных помещений.

Изобретение относится к отопительной технике, а именно к системам водяного отопления. Предлагаемый радиатор является разборным и состоит из труб любого сечения, причем количество труб возможно от 1 до 6, причем, если количество труб более одной, то оно должно быть четным, к трубам жестко присоединены две пластины со сквозными фрезерованными окнами под профиль трубы - левая и правая, причем количество фрезерованных окон соответствует количеству труб, далее к этой конструкции крепятся две боковые крышки с фрезерованными каналами, которые обеспечивают процесс циркуляции, в боковых крышках имеются резьбовые отверстия для подсоединения радиатора к системе отопления, по два отверстия на крышку, кроме того, внутри верхней или нижней трубы в случае количества труб больше одной располагается вставка, представляющая собой трубу меньшего диаметра с резьбой на одном из концов, которая вкручивается в резьбовое отверстие, выполненное в крышке, и законтривается гайкой, отверстие крышки имеет заглушку в зависимости от схемы движения теплоносителя.

Изобретение относится к области электротехники, а в частности к электрическим приборам и устройствам, используемым в холодное время года для отопления бытовых и производственных помещений, а также салонов и кабин подвижного состава пассажирского и индивидуального транспорта.

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано при изготовлении радиаторов отопления. Радиатор с высокой эксплуатационной подвижностью содержит рассеивающий элемент, имеющий опоры для его соединения со стеной.

Группа изобретений относится к энергетике и может использоваться в нефтегазовой, химической, металлургической и других отраслях промышленности для получения нагретого воздуха.

Изобретение относится к устройствам для обогрева, в частности к кожух-конвекторам отопительных приборов, таких как печи дровяные, газовые, электрические. В частности, изобретение относится к отопительным приборам мобильного и стационарного назначения. Трансформируемый кожух-конвектор теплового прибора содержит как минимум одну панель из термостойкого материала, при этом как минимум одна панель из термостойкого материала подвижно закреплена на корпусе теплового прибора. Панель кожуха-конвектора выполнена цельной или в виде подвижно соединенных сегментов. Тепловой прибор может иметь вертикальную, горизонтальную или наклонную ориентацию. Внедрение этого изобретения позволит экономить значительные средства при транспортировке мобильных отопительных приборов на большие расстояния, например, воздушным транспортом или при упаковке и транспортировке к потребителю от завода-изготовителя стационарных отопительных приборов. Кроме того, появляется возможность управлять распределением тепловых потоков наиболее выгодным для потребителя образом, что значительно повышает потребительские свойства отопительных приборов. 2 з.п. ф-лы, 6 ил.
Наверх