ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2178119

ПЕРЕДВИЖНОЙ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР

Имя изобретателя: Алтухов Р.В.; Дашунин Н.В.; Иванов В.А.; Кривопусков Д.А.; Рачук В.С.; Савин С.А.; Сорокин И.Н.; Сухов А.И.; Трубников А.В.; Шевцов А.П.
Имя патентообладателя: Федеральное Государственное унитарное предприятие Конструкторское бюро химавтоматики
Адрес для переписки: 
Дата начала действия патента: 2001.03.27

Изобретение относится к теплотехнике, а конкретно к передвижным теплогенераторам, используемым, например, для подогрева помещений в холодное время года и других объектов горячим воздухом. Сущность изобретения в том, что в передвижном теплогенераторе, содержащем закрепленный на тележке корпус с выхлопной трубой с шибером и каналами подвода и отвода нагреваемого воздуха, внутри которого расположены нагнетатель воздуха, камера сгорания с горелочным устройством, теплообменник с центральным каналом, и топливную магистраль, корпус с выхлопной трубой установлен на тележке вертикально, центральный канал образован кольцевыми рядами вертикальных труб, сообщающих полость камеры сгорания с выхлопной трубой, а камера сгорания в верхней части ограничена кольцевой полостью, образованной двумя концентрическими цилиндрами, установленными над горелочным устройством. Для компенсации температурного удлинения труб и герметизации полости камеры сгорания внешний концентрический цилиндр соединен с корпусом посредством диафрагмы. Для организации устойчивого процесса горения топлива и полноты его сгорания горелочное устройство выполнено тороидальной формы. В предложенном теплогенераторе исключается скопление топливовоздушной смеси, что обеспечивает безопасную эксплуатацию теплогенератора. Улучшение теплопередачи достигнуто применением вертикального трубного пучка с поперечным смыванием его воздухом. Упрощение конструкции теплогенератора достигается за счет возможности реализации существующих технологий. Вышеизложенное обеспечивает высокую надежность предложенного теплогенератора.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к теплотехнике, а конкретно к передвижным теплогенераторам, используемым, например, для подогрева двигателей перед запуском, помещений в холодное время года и других объектов горячим воздухом.

Известен передвижной теплогенератор, содержащий размещенный на самоходном шасси силовой двигатель и калорифер для подачи и нагрева воздуха, направляемого потребителю, и встроенную в калорифер камеру сгорания с магистралями воздухо- и топливоподачи, первая из которых на выходе подключена к распределительному коллектору (авт. свид. 465534, МКИ F 26 В 23/02, 30.03.75).

К недостаткам известного решения можно отнести сложность конструкции и эксплуатационную нетехнологичность передвижного теплогенератора, заключающуюся в том, что для его перемещения требуется самоходное шасси.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является передвижной теплогенератор, содержащий закрепленный на тележке корпус с выхлопной трубой с шибером и каналами подвода и отвода нагреваемой среды, внутри которого расположены нагнетатель воздуха, камера сгорания с горелочным устройством, теплообменник с центральным каналом для подвода нагреваемой среды и топливная магистраль (авт. свид. 293163, МКИ F 26 В 23/02, 15.01.71 - прототип).

Недостатком известного решения является то, что в теплогенераторе при повторном розжиге топливной смеси часто происходит возгорание паров топлива, скопившихся в камере сгорания из-за недостаточной вентиляции, что в большой степени снижает надежность и безопасность эксплуатации теплогенератора.

Технической задачей изобретения являютсяповышение надежности передвижного теплогенератора, упрощение его конструкции, обеспечение безопасности и улучшения процессов теплопередачи и горения топлива в камере сгорания за счет вертикального расположения теплогенератора и новых конструктивных решений, устраняющих скопление топлива в камере сгорания.

Поставленная задача достигается за счет того, что предлагаемый передвижной теплогенератор, содержащий закрепленный на платформе корпус с выхлопной трубой с шибером и каналами подвода и отвода нагреваемой среды, внутри которого расположены нагнетатель воздуха в виде осевого электровентилятора, камера сгорания с горелочным устройством, теплообменник с центральным каналом для подвода нагреваемой среды и топливную магистраль, согласно изобретению корпус с выхлопной трубой установлен на тележке вертикально, центральный канал теплообменника образован кольцевыми рядами вертикально закрепленных равноотстоящих друг от друга труб, сообщающих полость камеры сгорания с выхлопной трубой, а камера сгорания в верхней части ограничена кольцевой полостью, образованной двумя концентрическими цилиндрами, установленными над горелочным устройством.

Для компенсации температурного удлинения труб теплообменника и герметизации полости камеры сгорания от канала для отвода горячего воздуха внешний концентрический цилиндр соединен с корпусом посредством диафрагмы.

Для организации устойчивого процесса горения топлива и высокой полноты сгорания топлива горелочное устройство выполнено тороидальной формы.

Предлагаемый передвижной теплогенератор схематично представлен на чертеже.

Основными элементами теплогенератора являются: 1 - корпус; 2 - выхлопная труба; 3 - шибер; 4 - патрубок для подвода холодного воздуха; 5 - патрубок для отвода горячего воздуха к потребителю; 6 - нагнетатель воздуха; 7 - тележка; 8 - камера сгорания; 9 - теплообменник; 10 - выходная полость нагнетателя воздуха; 11 - горелочное устройство тороидальной формы; 12 - кольцевая полость; 13 - внутренний концентрический цилиндр; 14 - внешний концентрический цилиндр; 15 - центральный канал теплообменника; 16 - диафрагма; 17 - топливная магистраль.

Корпус 1 выполнен цилиндрическим, переходящим в выхлопную трубу 2. В выхлопной трубе 2 установлен шибер 3 для изменения расхода продуктов сгорания. В корпусе 1 выполнены патрубок 4 для подвода холодного воздуха в теплогенератор и патрубок 5 для отвода горячего воздуха к потребителю. Корпус 1 закреплен на тележке 7 для транспортирования теплогенератора. Внутри корпуса смонтирована камера сгорания 8 и теплообменник 9. В свою очередь камера сгорания сообщена с выходной полостью 10 нагнетателя воздуха 6 и в ней расположено горелочное устройство 11. Над горелочным устройством выполнена кольцевая полость 12, образованная внутренним и внешним концентрическими цилиндрами 13, 14, закрепленными на трубной доске теплообменника. Кольцевая полость служит для организации равномерного подвода холодного воздуха в зону пламени горелочного устройства с целью снижения температуры продуктов сгорания, поступающих в теплообменные трубы теплообменника. Теплообменник 9 выполнен с центральным каналом 15, образованным вертикальными трубами, закрепленными своими концами в трубных досках на определенном расстоянии друг от друга. Для обеспечения возможности температурного удлинения труб теплообменника между корпусом 1 и внешним концентрическим цилиндром 14 закреплена диафрагма 16.

ПРИНЦИП РАБОТЫ ТЕПЛОГЕНЕРАТОРА ЗАКЛЮЧАЕТСЯ В СЛЕДУЮЩЕМ

Включается в работу нагнетатель воздуха 6, затем запальное устройство (не показано). При контроле наличия пламени на запальном устройстве подается топливо на горелочное устройство 11. К данному горелочному устройству подводится воздух от нагнетателя 6 и образуется топливовоздушная смесь, участвующая в процессе горения. Для охлаждения продуктов сгорания воздух и подается по бокам горелочного устройства по кольцевой полости 12. Продукты сгорания, проходя по теплообменным трубам теплообменника, охлаждаются до заданной температуры, отдавая тепло нагреваемому воздуху, и через выхлопную трубу 2 выбрасываются в окружающую среду. Для изменения температуры продуктов сгорания на входе в теплообменник необходимо регулировать проходное сечение выходной трубы шибером 3. Например, для уменьшения температуры шибером увеличивают проходное сечение, в этом случае возрастает расход вторичного воздуха через кольцевую полость 12 и температура продуктов сгорания падает. При необходимости повышения температуры продуктов сгорания перед теплообменником следует шибером уменьшить проходное сечение выхлопной трубы. Выключение из работы теплогенератора осуществляется перекрытием топливной магистрали 17.

В предложенном теплогенераторе исключается накопление паров топлива, так как он выполнен прямоточным, без каких-либо застойных зон. Более того, при жидком топливе его несгоревшая часть может выливаться наружу из теплогенератора, для чего в предложенной конструкции легко можно осуществить дренаж. Все это обеспечивает безопасную эксплуатацию теплогенератора. Улучшение процесса теплопередачи достигнуто применением трубного пучка, необходимая площадь поверхности теплообмена которого, как известно, достигается легко, а коэффициент теплоотдачи от пучка резко возрастает, если нагреваемая среда обтекает его поперечно. Кроме того, применение горелочного устройства тороидальной формы с элементами смесеобразования инжекционного типа при низких давлениях природного газа 0,5-1,5 кПа обеспечивает устойчивость процесса горения и высокую полноту сгорания топлива. Упрощение конструкции предложенного теплогенератора, как показали конструкторские разработки, достигается за счет возможности реализации существующих на данный момент технологий (развальцовка труб, получение фланцевых соединений путем раскатки уголка и т. п. ). Вышеизложенное и обеспечивает высокую надежность предложенного теплогенератора.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Передвижной теплогенератор, содержащий закрепленный на тележке корпус, нагнетатель воздуха, камеру сгорания с горелочным устройством, топливную магистраль, теплообменник с центральным каналом, канал для подвода холодного воздуха и канал для отвода горячего воздуха, выхлопную трубу с шибером для выброса продуктов сгорания в атмосферу, отличающийся тем, что корпус с выхлопной трубой установлен на тележке вертикально, причем центральный канал образован кольцевыми рядами вертикально закрепленных и равноотстоящих друг от друга труб, сообщающих полость камеры сгорания с выхлопной трубой, а камера сгорания в верхней части выполнена в виде двух концентрических цилиндров, установленных над горелочным устройством и образующих кольцевую полость, внешний концентрический цилиндр из которых соединен с корпусом теплогенератора посредством диафрагмы.

2. Передвижной теплогенератор по п. 1, отличающийся тем, что горелочное устройство выполнено тороидальной формы.

Версия для печати
Дата публикации 07.12.2006гг

 

 

---

---