| початок розділу Виробничі, аматорські радіоаматорські Авіамодельний, ракетомодельного Корисні, цікаві | хитрощі майстру електроніка фізика технології винаходи | таємниці космосу таємниці Землі таємниці Океану хитрощі Карта розділу |   |
| Використання матеріалів сайту дозволяється за умови посилання (для сайтів - гіперпосилання) | |||
Навігація: => | На головну / Каталог патентів / В розділ каталогу / Назад / |
|
ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2218525
КАМЕРНИЙ вогневих Повітронагрівачі
Ім'я винахідника: Чащин Володимир Петрович
Ім'я патентовласника: Чащин Володимир Петрович
Адреса для листування: 162600, Вологодська обл., М Череповець, Шекснінська ін., 21- 206, В.П.Чащіну
Дата початку дії патенту: 2001.03.19
Винахід призначений для нагріву повітря і може бути використано для обігріву приміщень і в сушильних циклах. Воздухонагреватель містить підключений до напірного вентилятору радіаційний стельовий теплообмінник, розташований в камері згоряння палива, що переходить у вертикальну камеру догорання. Вогнева частина обох камер виконана з подвійними стінками з простором між ними, в якому відбувається остаточний нагрів частково підігрітого в стельовому радіаційному теплообміннику, продувочного повітря і змішання цього повітря з гарячими димовими газами, що подаються через систему рециркуляції димососом. Воздухонагреватель обладнаний системою відбору та регулювання подачі димових газів, системою подачі палива рідких низькосортних органічних палив для підсвічування в процесах горіння, знімними колосниковими гратами, системою регулювання напору і стабілізації дутьевого режиму продувочного повітря, коректує роботу напірного вентилятора. Камера догорання на виході обладнана секцією трубчастого конвективного повітронагрівача з введенням додаткових продувних вікон в стінках цієї камери. Винахід забезпечує підвищення ефективності роботи повітронагрівача.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до теплоенергетики і може бути використано для обігріву приміщень або в сушильних циклах, наприклад для сушки пілолесоматеріалов.
Відомий вогневої підігрівач, застосовуваний в теплоиспользующих установках (авт. Св. 861 879, МКІ F 24 H 3/02, 1981 г.), що містить корпус з пальником, встановлений в жаровій трубі, забезпеченій рецирку- отворами, розміщеними в димосборном відсіку, систему регулювання і т.д. Недоліком даного підігрівача, незважаючи на застосовувану в ньому часткову рециркуляцію димових газів, є низька теплова ефективність через відсутність в пристрої камери догорання палива.
Відомий газовий контактний повітронагрівач ТОВ "Інтербізнеспроект" (патент РФ 2137051, МКИ F 24 Н 3/02, 1997, 1999 г.), що містить корпус, пальник, співвісно розташовані камери допалювання і змішання продуктів згоряння з повітрям, вентилятор. Недоліком даного пристрою є неможливість праці на низькосортному паливі.
Відомі "Мобільні теплові станції", розроблені і випускаються серійно ППФ ТОВ "Георгій", м Ковров, Володимирська обл. РФ. Це "блокові установки" для повітряного опалення, що працюють на дровах і деревних відходах, які мають камеру горіння і допалювання, обладнані системою охолодження топкового блоку, колосникові грати, конвективний теплообмінник і вентилятор. Цей пристрій малоекономічних через відсутність системи рециркуляції димових газів, а теплообмінник схильний заметів летючої золи.
Найбільш близьким аналогом винаходу є нагрівач повітря за патентом РФ 2137988, F 24 Н 3/00, 1999 г., корпус якого містить топку з зольником, завантажувальний бункер, теплообмінник і засіб допалювання топкових газів і т. Д. Цей пристрій і недостатньо економічно , оскільки не остнащено системою рециркуляції димових газів з попередньої підсушила і підігрівом палива, а теплова ефективність роботи досягається за рахунок більш повного допалювання димових газів і участі в цьому процесі гарячого повітря.
Технічним результатом винаходу є розширення діапазону використання, підвищення теплової та екологічної ефективності роботи пристрою.
Технічний результат досягається тим, що в камерному вогневому воздухонагревателе, що містить підключений до напірного вентилятору радіаційний стельовий теплообмінник, розташований в камері згоряння палива, що переходить у вертикальну камеру догорання, при цьому вогнева частина обох камер виконана з подвійними стінками з простором між ними - в згаданому просторі відбувається остаточний нагрів частково підігрітого в стельовому радіаційному теплообміннику, продувочного повітря і змішання цього повітря з гарячими димовими газами, що подаються через систему рециркуляції димососом, при цьому повітронагрівач додатково обладнаний системою відбору та регулювання подачі димових газів, системою подачі палива рідких і інших низькосортних органічних палив для підсвічування в процесах горіння, знімними колосниковими гратами для спалювання будь-яких твердих палив або відходів, системою регулювання напору і стабілізації дутьевого режиму продувочного повітря, коректує роботу напірного вентилятора.
Для досягнення більшої теплової ефективності повітронагрівач оснащується камерою догорання, дообладнати на виході секцією трубчастого конвективного повітропідігрівників з введенням додаткових продувних вікон в стінках цієї камери.
 |  |
На фіг. 1 представлений поздовжній розріз і один з варіантів конструктивного виконання камерного повітронагрівача.
На фіг.2 дан поперечний розріз і пояснений принцип роботи.
Воздухонагреватель має збірну конструкцію, основним елементом якої є камера згоряння 1, вогневе простір якої в свою чергу виконано з вогнетривкої цегли або іншого жаростійкого матеріалу. Вертикальні стіни цегляної кладки встановлюються на сталевих опорних пластинах 2, які приварені електрозварюванням до металевій рамі, зібраної з швелера або іншого профільного прокату. До нижньої полиці металоконструкцій рами кріпиться днище корпусу 3, до якого приварені бічні стінки 4 з косинками і розпірні пластинами жорсткості. Нижня частина вогневого простору обмежена знімними чавунними колосниками 5, котрі спиралися б на виступи опорних пластин 2. Таким чином в нижній частині корпусу і рами повітронагрівача утворені перепускні камери 6, за якими перерозподіляється нагнітається повітря при багатоходових схемах циркуляції.
Верхня частина вогневого простору камери згоряння 1 обмежена трубної гратами 7 радіаційного стельового нестандартного теплообмінника 8. У конструкцію теплообмінника 8 входить подає колектор 9 і випускний розтруб 10, до яких електрозварюванням приварені жаростійкі труби решітки 7. При прогорании кожна з труб може бути легко відглушені з камери згоряння або ж по-простому замінений (в процесі ремонту) весь теплообмінник, який захищає від перегріву в найм кришку 11 корпусу нагрівача. Теплообмінник 8 в принципі може розташовуватися і вздовж камери згоряння 1, але в такому компонуванні виникають додаткові витрати при ремонтах і деякі зайві експлуатаційні витрати. Між подвійними бічними стінками камери згоряння 1, однією з яких є цегляна кладка, а другий буде стінка металевого корпусу, утворено простір 12, яке продувається повітрям вздовж даних стінок по одно- або багатоходової схемою циркуляції.
До корпусу і кришці нагрівача прикріплена сталева циліндрична обичайка 13 з верхнім обтискним фланцевим диском 14 і патрубком 15, обладнаним шиберной заслінкою для регулювання відведення димових газів і Самотяга димової труби. На фланцеве з'єднання цього патрубка 15 може безпосередньо встановлюватися витяжна частина димової труби або якийсь горизонтальний газохід відведення димових газів. Усередині обичайки 13, співвісно їй, встановлюється жаростійкий металева обичайка 16 з розмежувальної перегородками 17 або ж внутрішня циліндрична стінка з цегляної кладки, що утворюють собою вогневої контур камери догорання 18. Внутрішня поверхня цієї камери 18 може бути облицьованої і футерованной, наприклад, вогнетривкої керамічною плиткою. Воздухопродуваемое простір 19 камери догорання 16 утворено подвійними стінками цієї камери, однією з яких є зовнішня металева обичайка 13, а інший циліндрична стінка 16. На "внутрішньої" воздухообдуваемой поверхні цегляної кладки камери згоряння частина кладки виконується з виступами у вигляді насадки для поліпшення теплопередачі від стінки до повітря. При виготовленні обох камер з жаростійких сталей приварюються додаткові ребра жорсткості.
Під верхньою кришкою встановлюється воздухопродуваемий колектор або 20, що виконує роль додаткової опорної конструкції для корпусу пристрою. На кришці 11 встановлюється додатковий бак 21 з системою подачі палива 22 рідких низькосортних органічних палив "самопливом" в камеру згоряння 1. У передній частині кришки 11 встановлюється тічка 22 для подачі пневмотранспортом в камеру горіння деревного пилу і тирси. Для завантаження основного палива, такого як довгомірні дрова, горбиль, сміття з фронту повітронагрівача, призначається чавунна дверцята 23. Порожнини фронтальної стінки футеруются цеглою і закладаються вогнетривкої масою, наприклад у вигляді арочної кладки 24 над передньою дверкою.
Для подачі холодного повітря на горіння призначений люк-зольник 25, зола збирається в конусоподібному бункері-золосборніке 26 з затвором для періодичного видалення. Продувний повітря подається від високонапірного вентилятора 26 по одній з схем циркуляції теплоносія, наприклад одночасно і в радіаційний теплообмінник 8, і в ресиверної колектор 20. Можлива і схема роботи послідовного підключення теплообмінника 8 до россіверу 11, в який з початку подається холодне повітря від вентилятора 26 .
В конусоподібний перехід верхнього обжимного диска 14 врізаний патрубок 27 для відбору частини гарячих димових газів після повітронагрівача з подальшою подачею їх через трубопровід за допомогою спеціального рециркуляционного димососа 28 і систему регулювання в дві зони: в повітряний простір 12 корпусу і в подколосніковое простір 29 камери згоряння. Для регулювання обсягу відбираються продуктів згоряння через трубопровід служить поворотний шибер 30. Розподіл потоків гарячих димових газів з подачею по системі розподільних патрубків (верхнього 31 - для прогріву корпусу і підмішування газів до повітря, нижнього 32 - для подачі газів на сушку і підігрів вологого палива) здійснюється перекидним шибером 33.
Вихід гарячого повітря з повітронагрівача на споживання проводиться через розтруб 34, врізаний в наружнюю обечайку 13 камери догорання. Для підвищення теплової ефективності камера догорання дооборудуется циліндричної секцією трубчастого повітропідігрівників 35, яка просто вставляється у внутрішню обечайку 16 під обтискний диск 14. У стінках обичайки 16 виконуються додаткові продувні вікна 36, через які продувочний повітря подається в міжтрубний простір секції воздухоподогревателя 35. Оскільки димові гази проходять всередині трубок цієї секції, то не відбувається значного занесення летючої золою поверхонь теплообміну, і велика частина летючої золи залишається на нижній трубної дошці воздухоподогровательной секції і не викидається в атмосферу, забезпечуючи екологічну ефективність роботи.
Виготовлення даної секції 35 в цілому дороге і вимагає ретельного монтажу при складанні. Крім того, зростає аеродинамічний опір продувного повітрю на виході з камери догорання, що вимагає додаткової витрати електроенергії на дуття або ж установки додаткового ексгаустер-нагнітача гарячого повітря на розтрубі 34 для транспортування споживачам. Тому в теплових циклах, які не потребують нагрівання повітря вище 60 o C, рентабельніше не обладнувати камеру догорання 18 додатковою секцією 35. У сушильних циклах з більш високими температурами виробляється повітря застосування секції воздухоподогревателя 35 необхідно.
Воздухонагреватель працює наступним чином.
Розпалювання проводиться після подачі на колосники про через дверцята 23 невеликої кількості сухих дров, скіпи, паперу. У камеру згоряння 1 вноситься запалений факел і відкривається поддувочний люк-зольник 25, розташований позаду рами корпусу 4. При недостатній кількості повітря на розпал відкривається дверцята 23. Через 5-10 хв після встановленого процесу горіння в камері 1 включається в роботу рециркуляционний димосос, що активізує розрідження по камерах. Поворотний шибер 30 відкривається наполовину, а перекидний шибер 33 фіксується в нижньому положенні, направляючи весь потік відбираються гарячих димових газів після димососа 28 через патрубок 31 в простір 12 для якнайшвидшого прогріву стін цегляної кладки і обох камер. Такий прогрів теплообмінних поверхонь протягом 10-30 хвилин відбираються димовими газами дозволяє швидше перейти на робочі режими, наприклад, в сушильних виробництвах.
Після достатнього прогріву стінок корпусу 4 включається в роботу на малих обертах або зі зниженим напором дуття вентилятор 26, подаючи холодне повітря в колектор або ресивер 20, а (при паралельній схемі) - в колектор 9 радіаційного теплообмінника 8. У просторі 12 за розтрубом 10 почнеться підмішування частково підігрітого в радіаційному теплообміннику повітря до димових газах (у приблизному співвідношенні 1: 1). В результаті з вихідного розтруба 34 видаватиметься газопароповітряних суміш з температурою 40-80 o C, яка вже може бути використана в технології сушильних циклів.
Після 1-2-х годин такого режиму роботи і ґрунтовного прогріву камер на колосники можна завантажувати значна кількість дров, вугілля, деревних відходів, сміття. Можлива подача пневмотранспортом тирси і пилу через течку 22. Напірний вентилятор 26 переводиться на підвищені оберти і здійснюється оптимальна подача дуття за допомогою дроселювання "потоку на всасе" і перепуску повітря через колектор-россівер 11. Необхідна швидкість холодного повітря через трубну решітку 7 теплообмінника 8 підтримується в діапазоні 20-40 м / сек, що визначається умовами теплопередачі через стінку труб, ефективністю охолодження цих стінок і всім процесом теплосьема з даної трубної решітки. Перекидний шибер 33 переводиться в середнє положення, розподіляючи димові гази в рівних кількостях по просторах 12 і 29.
Для активізації горіння може бути організований процес "підсвічування" рідких органічних палив спільно, наприклад, з сирими тирсою. Для цього з бака 21 через систему подачі палива зверху подається в крапельно-струменевому режимі низькосортне рідке паливо, наприклад відпрацьовані технічні масла, які розпорошуються надлишковим поддувочним повітрям від тічки 22 або димовими газами з подколоснікового простору 29, перемішуючись з тирсою. Перекидний шибер 33 в цьому випадку перекладається у верхнє положення, направляючи весь потік димових газів в патрубок 32. Зона активного горіння при цьому зміщується в напрямку камери догорання 18, що знижує теплові навантаження на теплообмінник 8, запобігаючи тим самим передчасне прогорание трубної решітки 7.
Режими роботи можуть коригуватися поворотним шибером 30 в залежності від Самотяга димової труби, погодних умов і теплових навантажень в циклах. При сталому режимі роботи з розтруба 34 буде вироблятися тільки чистий гаряче повітря з температурою 50-120 o C, що подається споживачу. Кількість цього повітря регулюється за допомогою типових дросселирующих пристроїв, змонтованих на всасе високонапірного вентилятора 26 і коригування витрати повітря через колектор ресивера 11. В цілому, діапазон регулювання характеристик роботи досить великий, повітронагрівач даної конструкції пройшов успішні випробування в якості досвідченого зразка на одному з підприємств в Вологодської обл.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
1. Камерний вогневої повітронагрівач, що містить підключений до напірного вентилятору радіаційний стельовий теплообмінник, розташований в камері згоряння палива, що переходить у вертикальну камеру догорання, при цьому вогнева частина обох камер виконана з подвійними стінками з простором між ними, що відрізняється тим, що в згаданому просторі відбувається остаточний нагрів частково підігрітого в стельовому радіаційному теплообміннику продувочного повітря і змішання цього повітря з гарячими димовими газами, що подаються через систему рециркуляції димососом, при цьому повітронагрівач додатково обладнаний системою відбору та регулювання подачі димових газів, системою подачі палива рідких низькосортних органічних палив для підсвічування в процесах горіння , знімними колосниковими гратами для спалювання будь-яких твердих палив або відходів, системою регулювання напору і стабілізації дутьевого режиму продувочного повітря, коректує роботу напірного вентилятора.
2. Воздухоподогреватель по п.1, що відрізняється тим, що камера догорання на виході дообладнана секцією трубчастого конвективного повітронагрівача з введенням додаткових продувних вікон в стінках цієї камери.
Версія для друку
Дата публікації 25.01.2007гг
Коментарі
Коментуючи, пам'ятайте про те, що зміст і тон Вашого повідомлення можуть зачіпати почуття реальних людей, проявляйте повагу та толерантність до своїх співрозмовників навіть у тому випадку, якщо Ви не поділяєте їхню думку, Ваша поведінка за умов свободи висловлювань та анонімності, наданих інтернетом, змінює не тільки віртуальний, але й реальний світ. Всі коменти приховані з індексу, спам контролюється.