| 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 RU2220382
ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ДЛЯ ПІДІГРІВУ ГАЗУ АБО НАФТИ
Ім'я винахідника: Алтухов Р.В .; Белогубец Ф.А .; Дашунін Н.В .; Дроздов М.Л .; Іванов В.А .; Рачук В.С .; Сорокін І.М .; Сухов О.І .; Шевцов А.П .; Чурсинов Д.Н.
Ім'я патентовласника: Федеральне державне унітарне підприємство Конструкторське бюро Хімавтоматика; Товариство з обмеженою відповідальністю Промислова корпорація Космос-Нафта-Газ
Адреса для листування: 2002.10.30
Дата початку дії патенту: 2002.10.30
Винахід відноситься до теплотехніки, а конкретно до теплогенератора, і може бути використано в нафтовій і газовій галузях промисловості для підігріву газу, нафти та інших вуглеводневих речовин через проміжний теплоносій. Завданням винаходу є розширення арсеналу технічних засобів для забезпечення нової схеми теплообміну і підвищення надійності та експлуатаційної технологічності. Суть винаходу: в теплогенераторі, що містить вертикальний корпус з камерою згоряння, виконаної у верхній частині у вигляді двох концентрично встановлених циліндрів, і теплообмінник з центральним каналом, утвореним кільцевими рядами вертикально закріплених і рівновіддалених один від одного труб, які повідомляють порожнину камери згоряння з вихлопною трубою, в центральному каналі змонтований додатковий теплообмінник U-подібної форми з підведенням і відводом робочого тіла, а порожнину всередині корпусу заповнена проміжним теплоносієм, при цьому навколо додаткового теплообмінника змонтована кільцева перегородка з каналами вгорі і внизу для проходу проміжного теплоносія, а для підігріву газу паливна магістраль пропущена через вихлопну трубу.
ОПИС ВИНАХОДИ
Винахід відноситься до теплотехніки, а конкретно до теплогенератора, призначеним для підігріву газу або нафти та інших вуглеводневих речовин через проміжний теплоносій, і може бути використаний в нафтовій і газовій галузях промисловості.
Відомим і найбільш близьким за технічною сутністю до пропонованого винаходу є пересувний теплогенератор, що містить закріплений на візку корпус з вихлопною трубою з шибером і каналами підведення і відведення води, що нагрівається середовища, всередині якого розташовані нагнітач повітря в вигляді осьового електровентилятору, камера згоряння з пальникових пристроїв, теплообмінник з центральним каналом для підведення нагрівається середовища і паливну магістраль, корпус з вихлопною трубою встановлений на візку вертикально, центральний канал теплообмінника утворений кільцевими рядами вертикально закріплених рівновіддалених один від одного труб, які повідомляють порожнину камери згоряння з вихлопною трубою, а камера згоряння у верхній частині обмежена кільцевої порожниною , утвореної двома концентричними циліндрами, встановленими над пальникових пристроїв. Для компенсації температурного подовження труб теплообмінника і герметизації порожнини камери згоряння від каналу для відводу гарячого повітря зовнішній концентричний циліндр з'єднаний з корпусом за допомогою діафрагми. Для організації стійкого процесу горіння палива і високою повноти згоряння палива пальниковий пристрій виконано тороидальной форми (патент РФ 2178119, МПК F 23 L 15/04 від 27.03.2001 - прототип).
Недоліком відомого рішення є те, що в ньому не представляється можливим здійснити підігрів природного газу або нафти, так як прямий підігрів з метою забезпечення безпеки неприпустимий.
Технічною задачею винаходу є розширення арсеналу технічних засобів для забезпечення нової схеми теплообмінника з високими параметрами надійності і експлуатаційної технологічності.
Поставлена задача досягається за рахунок того, що в пропонованому теплогенераторі, що містить корпус, камеру згоряння з пальникових пристроїв, паливну магістраль, теплообмінник з центральним каналом, канал підведення повітря з атмосфери, вихлопну трубу з шибером для викиду продуктів згоряння в атмосферу, при цьому корпус з вихлопною трубою встановлені вертикально, центральний канал утворений кільцевими рядами вертикально закріплених і равностоящих один від одного труб, які повідомляють порожнину камери згоряння з вихлопною трубою, а камера згоряння у верхній частині виконана у вигляді концентрично встановлених циліндрів, змонтованих над пальникових пристроїв і утворюють кільцеву порожнину, згідно винаходу в центральному каналі змонтований додатковий теплообмінник з патрубками підведення і відведення робочого тіла, а порожнину всередині корпусу заповнена проміжним теплоносієм, при цьому порожнину камери згоряння повідомлена з каналом підведення атмосферного повітря з вітрозахисним пристроєм. Для компенсації теплових розширень додатковий теплообмінник виконаний U-подібної форми. Для формування напрямку конвективного течії проміжного теплоносія навколо додаткового теплообмінника змонтована кільцева перегородка з каналами вгорі і внизу. Для забезпечення надійної герметичності по лінії проміжного теплоносія теплогенератор забезпечений розширювальним бачком, змонтованим на рівні верхньої частини додаткового теплообмінника. Для підігріву газу паливна магістраль пропущена через вихлопну трубу.
Виконання додаткового теплообмінника U-подібної форми значно зменшує габарити і вага теплогенератора, а й забезпечує вільне подовження труб теплообмінника при нагріванні. Поєднання такого теплообмінника з розташованої навколо нього кільцевої перегородкою з каналами у верхній і нижній частині для проходу теплоносія дозволяє організувати конвективное протягом проміжного теплоносія потоком торообразной форми, яке підвищує коефіцієнт тепловіддачі.
Пропонований теплогенератор схематично представлений на кресленні.
 |
Основними елементами теплогенератора є: |
Корпус 1 виконаний циліндричним, перехідним в вихлопну трубу 2. В вихлопній трубі 2 встановлений шибер 3 для зміни витрати продуктів згоряння. У корпусі 1 виконаний канал з вітрозахисним пристроєм 4 для підведення атмосферного повітря в теплогенератор. Усередині корпусу змонтована камера згоряння 8 і теплообмінник 9. У свою чергу камера згоряння повідомлена з навколишнім середовищем через канал 4. У порожнині камери згоряння розташоване пальниковий пристрій 11 атмосферного типу. Паливо до пальникового пристрою підводиться за допомогою магістралі 17, яка ділянкою 21 прокладена через вихлопну трубу для підігріву газу. Над пальникових пристроїв виконана кільцева порожнина 12, утворена внутрішнім і зовнішнім концентрично встановленими циліндрами 13 і 14, закріпленими на трубній дошці теплообмінника. Кільцева порожнину служить для організації рівномірного підведення повітря в зону горілчаного пристрою з метою освіти паливоповітряної суміші для горіння і зниження температури продуктів згоряння, що надходять в теплообмінні труби. Теплообмінник 9 виконаний з центральним каналом 15, утвореним вертикальними трубами, закріпленими своїми кінцями в трубних дошках на певній відстані один від одного. Для компенсації температурного подовження труб теплообмінника 9 вони у верхній трубної дошці закріплені за допомогою рухомих елементів ущільнювачів (для спрощення не показані). У центральному каналі 15 змонтований додатковий теплообмінник 5 з патрубками підведення 6 і відведення 7 робочого тіла. Теплові труби теплообмінника виконані U-образними для забезпечення їх вільного подовження при нагріванні. Порожнина центрального каналу 15 і теплообмінників залита проміжним теплоносієм 10, який для підживлення та компенсації розширення знаходиться і в розширювальному бачку 16. Для виключення витоків проміжного теплоносія 10 через рухомі елементи ущільнювачів розширювальний бачок 16 змонтований на рівні верхньої частини додаткового теплообмінника 5 (нижче верхньої трубної дошки теплообмінника 9). Навколо додаткового теплообмінника 5 змонтована кільцева перегородка 18 з каналами 19, 20 вгорі і внизу для проходу проміжного теплоносія 10. Перегородка забезпечує заданий напрямок конвективного течії проміжного теплоносія 10, в якості якого може бути використаний розчин діетиленгліколю.
ПРИНЦИП РОБОТИ теплогенераторів ПОЛЯГАЄ В НАСТУПНОМУ
Чи включається запальний пристрій (не показано). При наявності полум'я на запальному пристрої подається паливо на пальниковий пристрій 11. До даного пальникового пристрою підводиться первинний повітря за рахунок інжекції від енергії потоку паливного газу і вторинний повітря за рахунок дифузійного змішування виходить паливоповітряної суміші з тороїдального горілчаного пристрою. Для охолодження продуктів згоряння повітря і подається з боків горілчаного пристрою по кільцевій порожнині 12 за рахунок тяги вихлопної труби. Для забезпечення рівномірного підведення повітря до пальникового пристрою атмосферне повітря проходить через канал 4 з вітрозахисним пристроєм. Відпрацьовані гази, проходячи по теплообмінних трубах теплообмінника, охолоджуються до заданої температури, віддаючи тепло проміжного теплоносія, і через вихлопну трубу 2 викидаються в навколишнє середовище. Для зміни температури продуктів згоряння на вході в теплообмінник необхідно регулювати прохідний перетин вихідний труби шибером 3. Наприклад, для зменшення температури шибером збільшують прохідний перетин, в цьому випадку зростає витрата вторинного повітря через кільцеву порожнину 12 і температура продуктів згоряння падає. При необхідності підвищення температури продуктів згоряння перед теплообмінником слід шибером зменшити прохідний перетин вихлопної труби.
У свою чергу, зміна температури продуктів згоряння, що знаходяться в трубках теплообмінника 9, через проміжний теплоносій 10 призводить до зміни температури робочого тіла додаткового теплообмінника 5. Для більш ефективного руху (течії) проміжного теплоносія за рахунок конвекції встановлена кільцева перегородка 18. Як робоче тіло теплообмінника 5 можуть бути газ, нафту та інші пожежовибухонебезпечні речовини, які не можна нагрівати відкритим вогнем.
Проектні роботи показали, що запропонований теплогенератор в порівнянні з підігрівниками нафти або газу, що знаходяться в експлуатації, дозволяє знизити масу в 2-2,5 рази і відповідно габарити, виключити зауваження по недостатньої повноти згоряння, впливу парів води на елементи конструкції, вітрового впливу на процес горіння, а отже, підвищити надійність та експлуатаційну технологічність. При цьому представляється можливим розширити арсенал технічних засобів для забезпечення нової схеми теплообмінника.
ФОРМУЛА ВИНАХОДУ
Теплогенератор, що містить корпус, камеру згоряння з пальникових пристроїв, паливну магістраль, теплообмінник з центральним каналом, канал підведення повітря з атмосфери, вихлопну трубу з шибером для викиду продуктів згоряння в атмосферу, при цьому корпус з вихлопною трубою встановлені вертикально, центральний канал утворений кільцевими рядами вертикально закріплених і равностоящих один від одного труб, які повідомляють порожнину камери згоряння з вихлопною трубою, а камера згоряння у верхній частині виконана у вигляді двох концентрично встановлених циліндрів, змонтованих над пальникових пристроїв і утворюють кільцеву порожнину - порожнину камери згоряння, що відрізняється тим, що в центральному каналі змонтований додатковий теплообмінник U-подібної форми з патрубками підведення і відведення робочого тіла, а порожнину всередині корпусу заповнена проміжним теплоносієм, навколо додаткового теплообмінника встановлена кільцева перегородка з каналами у верхній і нижній частині для проходу проміжного теплоносія, а паливна магістраль пропущена через вихлопну трубу.
Версія для друку
Дата публікації 10.12.2006гг
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.