Теплогенератор

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДИЕДЬСТВУ

364757

Союз Сооетскик

Сопиалистическиз

Рвсптблик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 07.VIII.1970 (№ 1466063/24-6) с присоединением заявки №

Приоритет

М. Кл. F 02n 17/02

F 26Ь 23j02

Катпитет по делам изобретений и открытий при Совете Министров

СССР

Опубликовано 28.Х11.1972. Бюллетень № 5 зз 1973

Дата опубликования описания 15.11.1973

УДК 621.43-574.66.047..134 (088.8) Авторы изобретения

Л. Г. Анискин, П. В. Баранчук, М. П. Золотарев, P. А. Королев, В. А. Кортунов, Л. А. Моргулис и В. Н. Прокопьев

Челябинский политехнический институт

Заявитель

ТЕПЛОГЕН ЕРАТОР

Изобретение касается двигателестроения и особенно предпускового подогрева автомобильных двигателей и предназначено для использования в передвижных и стационарных установках для воздухообогрева двигателей на транспортных средствах в условиях отрицательных наружных температур.

Известен групповой способ обогрева транспортных машин горячим воздухом в период межсменной стоянки в безгаражных условиях, который предполагает одновременный обогрев группы машин от одного источника горячего воздуха.

В качестве источника горячего воздуха целесообразно использовать огневые теплогенераторы, обеспечивающие получение смеси топочных газов с воздухом. Однако такие теплогенераторы, имея высокий к.п.д., при работе на жидком топливе не позволяют получать газо-воздушную смесь без продуктов неполного сгорания в широком диапазоне регулирования температур.

Указанный недостаток отсутствует в теплогенераторах и воздухонагревательных установках, предназначенных для сушки сельскохозяйственных продуктов и обогрева самолетов, предусматривающих раздельное движение газового потока и нагретого воздуха.

Известны теплогенераторы, например, для отопления помещений, предусматриваю.цие раздельное движение газового потока и нагретого воздуха и содержащие две последовательно расположенные в цилиндрическом кожухе камеры.

Одна из камер предназначена для сжигания топлива и выполнена в виде двух концентрично расположенных один в другом различных по длине цилиндров, из которых внутренний снабжен футеровкой, а наружный

10 несколькими, расположенными на некотором расстоянии друг от друга рядами отверстий и диском для крепления форсунки, причем наружный цилиндр первой камеры концентрично расположен в ц,л ндре второй камеры так, 15 что его торец со стороны набегающего потока воздуха смещен по направлению его движен и я.

Вторая камера представляет собой заглушенный с торцов цилиндр, снабженный тру20 бой для отвода газов, и служит для нагрева воздуха, движущегося около наружной поверхности ее стенок, и дожигания летучих веществ, поступающих из первой камеры через два последовательно расположенных отверстия, об25 разованных меньшими основаниями двух концентрично расположенных конических усеченных насадков. Каждый из насадков своим бсльшим основанием обращен навстречу потоку воздуха и закреплен в цилиндре приле30 гающей к нему камеры так, что образованный

364757

15 меи(д ни>III (оничес (ий кольцевой канал FFBляется продолжением кольцевого канала, образованного цилиндрами рядом лежащих ка»ер.

Между цилиндром камеры догорания и кожухом концентричпо помещен экрапирующий цилиндр, образующий совместно с кожухом кольцевой канал для движения нагреваемого воздуха.

Раздельное движение газов в топке и воздуха у стенок теплообменника осуществляется г осредством двух вентиляторов.

Однако такие теплогенераторы не соответствуют требованиям, предъявляемым к централизованным источникам тепла со стороны системы воздухообогрева, Обычно установки для воздухообогрева автомобилей, в конструкции которых применяются подобного типа теплогенераторы, оказываются ненадежными в раб(те и недолговечными. Кольцевой канал, образованный цилиндрами камер и коническими насадками, не используется для активного отьода тепла от внутреннего цилиндра первой камеры, что при малом объеме камеры сгорания увеличивает теплонапряженность топочногс пространства, требует создания огнестойкой футеровки стенок внутреннего цилиндра, усложняет конструкцию и повышает стоимость теплогенератора.

При увеличении расхода топлива отверстия, расположенные в стенках наружного цилиндра первой камеры, и канал, образованный коническими насадками, не обеспечивают поступления к ядру факела количества воздуха, достаточного для полного сгорания топлива.

Применение отдельного вентилятора для подачи воздуха в камеру сгорания стабилизирует процесс горения, но с другой стороны усложняет конструкцию теплогенератора и повышает его стоимость.

Наличие теплообменника со слабо развитой поверхностью теплообмена не позволяет поднять к.п.д. теплогенератора более чем до 0,65.

Увеличение площади теплообмена усложняет конструкцию теплогенератора и повышает его сз оимость.

Цель изобретения — разработка простой и дешевой конструкции передвижного теплогенератора газо-воздушной смеси, максимально отвечающей требованиям системы воздухообогрева транспортных машин, обеспечивающей полное сгорание топлива, устойчивую и экономичную работу агрегата в широком диапазоне регулирования теплопроизводительности.

Предлагаемый теплогенератор отличается от известного тем, что первая камера выполнена из одного цилиндра, не имеющего отверстий и футеровки внутренней поверхности стенок, и представляет собой камеру горения топлива, диск для крепления форсунки которой снабжен отверстиями и насадком для ее охлаждения и формирования горючей смеси, при этом торец цилиндра второй камеры со стороны форсунки открыт для доступа в него воздуха, подача ко20

65 торого в камеры н и теплообменнику осуществляется одним вентилятором. Цилиндр второй камеры ограничен по длине в направлении распространения факела установленным в нем коническим насадком, при этом расположенное за ним пространство представляет собой камеру смешения продуктов сгорания с воздухом.

Такая конструкция теплогенератора обеспечивает полное сгорание топлива, низкую тепловую напряженность стенок при короткой длине факела в широко» диапазоне регулирования температур.

Предлагаемый тсплогенератор схематично изображен па чертеже, где на фиг, 1 показан вид в плане с разрезом по камерам; на фиг. 2 — разрез по А — А на фиг. 1.

Теплогенератор состоит из цилиндрического корпуса 1, снабженного двумя патрубками 2 для выхода газо-воздушнои смеси, в котором концентричпо расположены разделительный цилиндр 8, закрепленный н корпусе посредством скользящих опор 4, цилиндр 5 камеры сгорания 6, жестко закрепленный посредством ребер 7 в дополнительном цилиндре 8, установленном, в свою очередь, на ребрах 9 в разделительном цилиндре. К торцам цилиндров 8 и 5 посредством колец 10 и 11 соответственно прикреплены конические усеченные насадки

12 и 18, имеющие угол наклона ооразующих 45 .

Камера сгорания со стороны вентилятора 14 закрыта дие«oм 15, имеющим устройство для закрепления форсунки 16 и насадок 17 для се охлаждения. В стенках цилиндров 8 и 5 закреплена трубка 18 для наблюдения за процессом горения и розжига теплогенератора посредством переносного электрического устройства.

Форсунка осевого распыливан ия трубопроводом 19 соединена с топливной аппаратурой 20.

Подача воздуха в камеры сгорания 6 и смешения 21 производится через диффузор 22 вентилятором. Управление электрической частью теплогенератора осуществляется посредством пульта 23. Теплогенератор снабжен системой контроля, сигнализации и автоматического регулирования температуры газо-воздушной смеси.

При работе на газе вместо форсунки для жидкого топлива устанавливается газовая форсунка, снабже шая аппаратурой для регулирования количества газа, поступающего «а горение и к приборам автоматического прекращения подачи газа при нарушении процесса горения.

Описанный теплогенератор работает следующим образом, жидкое или газообразное топливо из топливного бака 24 через форсунку 1б подается в камеру сгорания б. Воздух, необходимый для газификации и горения топлива, поступает к вентилятору 14 между кожухом 25 и корпусом 1 через воздухозаборное окно 2б, а затем

364 (57

35 te Г2 (5 2

3 7 (5 (2 9 Ж

18!!о, с!етс!! i! кс! меру сгорания б через о Верстнс в,/неlii 15 !! ili1c3док 17.

В ка ере сгорания б начинается процесс горения топлива (с коэффициентом а(1), и образовавпгиеся горячие газы через отверстия в меньших основai:!iÿõ конических насадков 18 и 12 поступают н камеры сгорания б и смешения 21.

Воздух, нсобходимый для полного сгорания, подается вентилятором 14 в выступающий в его сторону с целью стабилизации потока дополнительный цилиндр 8, затем по кольцевому каналу между цилиндрами 8 и 5 в конический канал .,!ежду насадками 18 и 12, из котсро-о с большой скоростью поступает в зону ядра факела, образуя сплошную коническую воздушную завесу.

Высокая турбулентность струи обеспечивает качественное перемешивание частиц топлива с воздухом и соответственно полное его сгорание. В камере сгорания и смешения горячее газифицированное топливо прн большом количестве воздуха (а)1) быстро сгорает, образуя короткопламенный факел, вызывая при этом высокую теплонапряженность топочного пространства.

В камере 21 топочные газы дополнительно смешиваются с воздухом, н полученная газовоздушная смесь по кольцевому каналу между цилиндрами 1 и 8 поступает в отводящие

5 патрубки 2.

Предмет изобретения

1. Теплогенератор, например, для обогрева двигателей транспортных средств в условиях тp отрицательных температур, содержащий соосно расположенные в корпусе вентилятор и два концентрично установленных цилиндра, образующие камеры сгорания и смешения, отлича(ощийся тем, что, с целью повышения эффективности, цилиндр камеры сгорания снабжен со стороны вентилятора перфорированным диском и помещен в открытый с торцов дополнительный цилиндр.

2. Теплогенератор по п. 1 отличающийся О тем, что на выходе из камеры сгорания и доголпптельного цилиндр", установлены сужаюн,неся насадки.

3. Теплогенератор по п. 1, отличающийся тем, !то, с целью подогрева засасываемого

25 вентиляторо воздуха, корпус снабжен кожухом.