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)

ВИНАХІД
Патент Російської Федерації RU2270406

ПІДІГРІВАЧ рідкому або газоподібному середовищі

Ім'я винахідника: Смирнов Юрій Олександрович (RU); Чистик Сергій Михайлович (RU); Паршин Сергій Миколайович (RU); Кисельов Сергій Володимирович (RU); Райкевіч Олександр Йосипович (RU)
Ім'я патентовласника: Кисельов Сергій Володимирович (RU); Паршин Сергій Миколайович (RU); Райкевіч Олександр Йосипович (RU)
Адреса для листування: 410012, г.Саратов, вул. Московська, 155, СГУ, ПЛО, О.І. Купріянової
Дата початку дії патенту: 2004.01.30

Винахід відноситься до пристроїв для підігріву газів або рідин, а саме до пристроїв для низькотемпературного нагріву, і може бути використано в різних галузях промисловості, наприклад в газовій - для підігріву природного газу на вході газорозподільних станцій з метою запобігання процесу гідратоутворення. Завданням винаходу є підвищення ефективності роботи пристрою за рахунок збільшення поверхні теплообміну і максимального використання теплового потоку від горілчаного пристрою. Для вирішення поставленого завдання в підігрівачі рідких або газоподібних середовищ, що містить корпус з розташованими в ньому пальникових пристроїв, каналом для підведення повітря до нього, теплообмінних модулем, що включає коаксиально розташовані внутрішню і зовнішню труби, пальникових тунелем, вхідний і вихідний колектори, димову трубу, згідно пропонованого рішення теплообмінний модуль містить перегородки, розташовані в порожнині між внутрішньою і зовнішньою трубою, що утворюють канали, послідовно сполучені між собою, при цьому порожнина між внутрішньою і зовнішньою трубою з протилежних сторін виконана заглушеній, пальниковий тунель розміщений всередині теплообмінного модуля, а канал для підведення повітря утворений зовнішньої трубою теплообмінного модуля і бічною стінкою корпусу. Теплообмінний модуль містить, принаймні, дві перегородки, орієнтовані в осьовому напрямку. Вхідний і вихідний колектори розташовані з боку горілчаного пристрою і з'єднані з каналами теплообмінного модуля. Перегородки теплообмінного модуля забезпечені отворами для послідовного повідомлення каналів. Теплообмінний модуль містить додатковий теплообмінний елемент, розташований в порожнині внутрішньої труби теплообмінного модуля і з'єднує його канали. Підігрівач містить шибер, розташований в каналі для підведення повітря поблизу горілчаного пристрою. Теплообмінний модуль містить ребра для збільшення теплообмінної поверхні, розташовані між внутрішньою і зовнішньою трубою і закріплені на поверхні внутрішньої труби. Стінки корпусу виконані з теплоізоляцією.

ОПИС ВИНАХОДИ

Винахід відноситься до пристроїв для підігріву газів або рідин, а саме до пристроїв для низькотемпературного нагріву, і може бути використано в різних галузях промисловості, наприклад, в газовій - для підігріву природного газу на вході газорозподільних станцій з метою запобігання процесу гідратоутворення.

Відомий підігрівач газу (патент на винахід РФ №2061200, МПК F 27 B 5/00), що містить радіантні і конвективну камери, розділені вертикальною перевальних стінкою, трубчасті змійовики, розміщені вертикальними рядами в радіантної і конвективного камерах, що випромінюють пальника. Перевальна стінка встановлена ​​в зазорі між сусідніми вертикальними рядами труб радіантної і конвективного камер і виконана з жаростійкого матеріалу з високою випромінює здатністю.

Однак ефективність даної конструкції невелика через нерівномірність обігріву труб по периметру і довжині. Крім того, наявність спеціального засобу для відведення конденсату водяної пари знижує надійність конструкції.

Відомий і підігрівач газу (патент на винахід РФ №2140045, МПК F 24 H 3/00), що містить джерело гріючого середовища, кожухотрубний теплообмінник з радіаційної секцією, екранованої теплообмінними трубами, равнорасположеннимі щодо внутрішньої стінки кожуха, димову трубу, колектори входу і виходу нагрівається середовища, внутрішній конвективний пучок теплообмінних труб, равнорасположенних по радіусах, коаксіальним радіусу розташування екранних труб, при цьому всі труби являють собою вставлені один в одного труби, зовнішні з яких виконані з глухим кінцем, зверненим у бік горілчаного пристрою, а з іншого кінця, за межами димового короба, робочі порожнини кожної з теплообмінних труб повідомлені знімними патрубками з тороїдальними колекторами входу і виходу нагрівається середовища.

Однак ефективність даної установки невелика через ймовірне утворення конденсату в димовому каналі. Установка має високу металоємність і значні габарити через нерівномірність обігріву труб по довжині і периметру, вимагає великих витрат на виготовлення і застосування дорогих жароміцного сплаву і зовнішнього теплоізоляційного матеріалу.

Відомий і підігрівач газу (патент РФ №2168121, МПК F 24 H 3/08), що містить пальниковий пристрій, димову трубу, колектори входу і виходу нагрівається середовища, теплообмінний модуль у вигляді вставлених одна в іншу труб, зовнішні з яких виконані з глухим кінцем , зверненим у бік горілчаного пристрою, а з іншого кінця за межами димового короба робочі порожнини кожної з труб повідомлені двома знімними патрубками з колекторами входу і виходу. По всій довжині теплообмінного модуля розміщений додатковий внутрішній пояс екранують труб, коаксіальний зовнішньому поясу труб, при цьому труби в радіальному напрямку руху гріючого середовища розташовані в шаховому порядку.

Недоліком даної конструкції є недостатня ефективність через ймовірне утворення конденсату в димовому каналі. Крім того, установка має високу металоємність, значні габарити, а й низький коефіцієнт корисної дії.

Найбільш близьким до заявленого є підігрівач газу (св-во на корисну модель РФ №27194, МПК F 24 H 3/08), що містить кільцеву пальник, димову трубу, вхідний і вихідний газові колектори, теплообмінний модуль, розташований в корпусі і виконаний у вигляді коаксиально розташованих внутрішньої труби і зовнішньої, заглушеній з боку горілчаного пристрою, циліндричний вкладиш для поділу повітряного і димового потоків, внутрішню і зовнішню циліндричні обичайки, що утворюють пальниковий тунель і розташовані між циліндричним вкладишем і теплообмінних модулем в нижній частині корпусу.

Недоліком даної конструкції є мала поверхня теплос'ема в самій високотемпературної зоні горіння і малорозвинена поверхню теплообміну нагрівається середовища, що істотно знижує ефективність роботи установки.

Завданням винаходу є підвищення ефективності роботи пристрою за рахунок збільшення поверхні теплообміну і максимального використання теплового потоку від горілчаного пристрою.

Поставлена задача досягається створенням найкращих умов для забезпечення максимального теплового потоку до нагрівається середовищі, а й за рахунок створення більш розвиненою поверхні відбору тепла з зони горіння. Це забезпечується розташуванням горілчаного пристрою всередині теплообмінного модуля, створенням каналів в теплообмінному модулі, введенням додаткового теплообмінного елемента в зону максимального теплового потоку, наявністю ребер в кільцевому просторі теплообмінного модуля.

Для вирішення поставленого завдання в підігрівачі рідких або газоподібних середовищ, що містить корпус з розташованими в ньому пальникових пристроїв, каналом для підведення повітря до нього, теплообмінних модулем, що включає коаксиально розташовані внутрішню і зовнішню труби, пальникових тунелем, вхідний і вихідний колектори, димову трубу, згідно пропонованого рішення теплообмінний модуль містить перегородки, розташовані в порожнині між внутрішньою і зовнішньою трубою, що утворюють канали, послідовно сполучені між собою, при цьому порожнина між внутрішньою і зовнішньою трубою з протилежних сторін виконана заглушеній, пальниковий тунель розміщений всередині теплообмінного модуля, а канал для підведення повітря утворений зовнішньої трубою теплообмінного модуля і бічною стінкою корпусу.

Теплообмінний модуль містить, принаймні, дві перегородки, орієнтовані в осьовому напрямку.

Вхідний і вихідний колектори розташовані з боку горілчаного пристрою і з'єднані з каналами теплообмінного модуля.

Перегородки теплообмінного модуля забезпечені отворами для послідовного повідомлення каналів.

Теплообмінний модуль містить додатковий теплообмінний елемент, розташований в порожнині внутрішньої труби теплообмінного модуля і з'єднує його канали.

Підігрівач містить шибер, розташований в каналі для підведення повітря поблизу горілчаного пристрою.

Теплообменнний модуль містить ребра для збільшення теплообмінної поверхні, розташовані між внутрішньою і зовнішньою трубою і закріплені на поверхні внутрішньої труби.

Стінки корпусу виконані з теплоізоляцією.

Сутність запропонованого технічного рішення пояснюється кресленнями, де представлені: на фіг.1 - заявляється пристрій (поздовжній розріз); на фіг.2, 3 - заявляється пристрій (поперечний розріз А-А і Б-Б відповідно); на фіг.4, 5 - варіант виконання підігрівача з додатковим теплообмінних елементом (поздовжній і поперечний розрізи відповідно).

Позиціями на кресленнях позначені: 1 - корпус, 2 - пальниковий пристрій, 3 - теплообмінний модуль, 3 - внутрішня труба, 4 - зовнішня труба, 5, 6 - заглушки, 7 - перегородки, 8 - канали теплообмінного модуля, 9 - пальниковий тунель, 10 - канал для підведення повітря, 11 - шибер, 12 - вхідний колектор, 13 - вихідний колектор, 14 - димова труба, 15 - ребра теплообмінного модуля, 16 - отвори в перегородках, 17 - додатковий теплообмінний елемент.

Підігрівач містить: корпус, наприклад, циліндричний 1, стінки якого виконані з теплоізоляцією, в якому розташовані пальниковий пристрій 2, теплообмінний модуль, що складається з коаксіально розташованих внутрішньої 3 і зовнішньої 4 труб, в кільцевому просторі яких знаходяться заглушки 5 і 6 і перегородки 7, утворюють канали 8 протоки підігрівається середовища, послідовно повідомляються між собою, пальниковий тунель 9, розташований в порожнині внутрішньої труби 3 теплообмінного модуля, канал 10 для підведення повітря до пальникового пристрою 2, утворений бічною стінкою корпусу 1 і зовнішньої трубою теплообмінного модуля 4, в якому зі боку горілчаного пристрою розташований шибер 11. Підігрівач містить і вхідний 12 та вихідний 13 колектори, орієнтовані перпендикулярно по відношенню до теплообмінних модулю і приєднані з боку горілчаного пристрою 2 до каналів підігрівається середовища 8. теплообмінний модуль з'єднаний з димарем 14. Для збільшення площі теплообміну підігрівається середовища теплообмінний модуль містить ребра 15, розташовані уздовж зовнішньої поверхні внутрішньої труби 3.

Послідовне повідомлення каналів протоки підігрівається середовища в теплообмінному модулі може бути виконано або за допомогою отворів 16 в перегородках 7 або за допомогою додаткових теплообмінних елементів 17, розташованих в порожнині внутрішньої труби 3.

Підігрівач, наприклад, газу працює наступним чином. Підігріває газ через вхідний колектор 12 надходить в канали 8 кільцевого простору між внутрішньою 3 і зовнішньої 4 трубами теплообмінного модуля. Пройшовши послідовно через всі канали, сполучені між собою за допомогою отвору 16 або за допомогою додаткових теплообмінних елементів 17, підігрітий газ надходить у вихідний колектор 13, а потім в обв'язувальні трубопроводи (на кресленнях не показані) і на редукування в газорозподільну станцію або до споживача.

Обігрів внутрішньої 3 і зовнішньої 4 труб теплообмінного модуля здійснюється тепловим випромінюванням горілчаного тунелю 9 пальника 2, при цьому розташування пальника всередині теплообмінного модуля забезпечує його обігрів зсередини. Крім цього, в конструкції передбачено збільшення довжини шляху, що проходить потоком підігрівається середовища в процесі теплообміну за рахунок наявності в конструкції теплообмінного модуля декількох, наприклад чотирьох, перегородок 7, що утворюють канали теплообміну, збільшення площі теплообміну за рахунок наявності ребер 15, а й передбачена можливість установки в порожнині внутрішньої труби 3 додаткових теплообмінних елементів 17, наприклад, у вигляді змійовиків, які обігріваються як випромінюванням горілчаного тунелю 9, так і потоком продуктів горіння, які прямують від пальника 2 в пальниковий тунель 9 і з горілчаного тунелю 9 до димаря 14. Підтримання необхідного за технологією температурного режиму здійснюється шляхом спалювання палива, що подається на пальник 2. Паливо надходить в пальниковий тунель 9, в якому змішується з повітрям, що поступає по каналу, освіченій внутрішньою поверхнею теплоізоляційної стінки корпусу 1 і зовнішньою поверхнею зовнішньої труби 4 теплообмінного модуля. Кількість витрачається повітря на горіння регулюється шибером 11.

Пропонований підігрівач має в порівнянні з відомими аналогами велику продуктивність за рахунок більш розвиненою поверхні теплообміну. Крім того, в заявляється пристрої більш раціонально використовується тепло від згорає палива за рахунок нагріву теплообмінного модуля зсередини. Розташування шибера поруч з пальником спрощує регулювання витрати повітря для підтримки оптимального процесу горіння палива.

ФОРМУЛА ВИНАХОДУ

1. Підігрівач рідких або газоподібних середовищ, що містить корпус з розташованими в ньому пальникових пристроїв, каналом для підведення повітря до нього, теплообмінних модулем, що включає коаксиально розташовані внутрішню і зовнішню труби, пальникових тунелем, вхідний і вихідний колектори, димову трубу, що відрізняється тим, що теплообмінний модуль містить, принаймні, дві перегородки, орієнтовані в осьовому напрямку, розташовані в порожнині між внутрішньою і зовнішньою трубою, що утворюють канали, послідовно сполучені між собою, при цьому порожнина між внутрішньою і зовнішньою трубою з протилежних сторін виконана заглушеній, пальниковий тунель розміщений всередині теплообмінного модуля, а канал для підведення повітря утворений зовнішньої трубою теплообмінного модуля і бічною стінкою корпусу.

2. Підігрівач по п.1, що відрізняється тим, що вхідний і вихідний колектори розташовані з боку горілчаного пристрою і з'єднані з каналами теплообмінного модуля.

3. Підігрівач по п.1, що відрізняється тим, що перегородки теплообмінного модуля забезпечені отворами для послідовного повідомлення каналів.

4. Підігрівач по п.1, що відрізняється тим, що теплообмінний модуль містить додатковий теплообмінний елемент, розташований в порожнині внутрішньої труби теплообмінного модуля і з'єднує його канали.

5. Підігрівач по п.1, що відрізняється тим, що він містить шибер, розташований в каналі для підведення повітря поблизу горілчаного пристрою.

6. Підігрівач по п.1, що відрізняється тим, що теплообменнний модуль містить ребра для збільшення теплообмінної поверхні, розташовані між внутрішньою і зовнішньою трубою і закріплені на поверхні внутрішньої труби.

7. Підігрівач по п.1, що відрізняється тим, що стінки корпусу виконані з теплоізоляцією.

Версія для друку
Дата публікації 21.12.2006гг

НОВІ СТАТТІ ТА ПУБЛІКАЦІЇ
	Технологія виготовлення універсальних муфт для бесварочного, безрезьбовиє, бесфлянцевого з'єднання відрізків труб в трубопроводах високого тиску (мається відео)
	Технологія очищення нафти і нафтопродуктів
	Про можливість переміщення замкнутої механічної системи за рахунок внутрішніх сил
	Світіння рідини в тонких діелектричних каналох
	Взаємозв'язок між квантової і класичної механікою
	Міліметрові хвилі в медицині. Новий погляд. ММВ терапія
	магнітний двигун
	Джерело тепла на базі нососних агрегатів