ПЕРЕДВИЖНОЙ ТЕПЛОГЕНЕРАТОР Российский патент 2003 года по МПК F24H3/00 

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.

В настоящее время отрасли народного хозяйства испытывают потребность в мобильных и надежных подогревателях воздуха сравнительно большой производительности. Поэтому создание такого оборудования является актуальной задачей.

Известен 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). 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.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является 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, 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 (патент РФ 2178119, МПК F 23 L 15/04 от 27.03.2001 - прототип).

Недостатком известного решения является неравномерность подвода холодного воздуха к горелочному устройству, что ухудшает полноту сгорания топлива и может приводить к срыву пламени на горелке.

Технической задачей изобретения являются упрощение конструкции передвижного теплогенератора и улучшение процесса горения топлива в камере сгорания за счет организации подвода в ее полость горячего воздуха после теплообменника, установки выравнивающей решетки и предварительного подогрева топливного газа продуктами сгорания.

Поставленная задача достигается тем, что в предлагаемом передвижном теплогенераторе, содержащем 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, при этом корпус с выхлопной трубой установлен на тележке вертикально, 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 концентрично установленных цилиндров внешнего и внутреннего, смонтированных над горелочным устройством и образующих кольцевую полость - полость камеры сгорания, согласно изобретению полость камеры сгорания сообщена с каналом отвода горячего воздуха после теплообменника и отделена от канала подвода холодного воздуха внутренним цилиндром, закрепленным подвижно относительно корпуса нагнетателя воздуха.

Для обеспечения равномерного подвода воздуха к горелочному устройству между камерой сгорания и каналом отвода горячего воздуха смонтирована выравнивающая решетка.

Для подогрева газа топливная магистраль пропущена через выхлопную трубу.

Предлагаемый передвижной теплогенератор схематично представлен на чертеже.

Основными элементами теплогенератора являются
1 - корпус;
2 - выхлопная труба;
3 - шибер;
4 - канал для подвода холодного воздуха;
5 - канал для отвода горячего воздуха к потребителю;
6 - нагнетатель воздуха;
7 - тележка;
8 - камера сгорания;
9 - теплообменник;
10 - корпус нагнетателя воздуха;
11 - горелочное устройство тороидальной формы;
12 - кольцевая полость - полость камеры сгорания;
13, 14 - внутренний и внешний концентрично установленные цилиндры;
15 - центральный канал теплообменника;
16 - выравнивающая решетка;
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 канал 4 для подвода холодного воздуха в теплогенератор и канал 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. При этом полость камеры сгорания образована кольцевой полостью между внутренним и внешним цилиндрами 13 и 14, расположенными концентрично. В полости камеры сгорания смонтировано горелочное устройство 11. Топливо к горелочному устройству подводится с помощью магистрали 17, которая пропущена через выхлопную трубу 2 для подогрева газа.

В промышленном образце топливная магистраль после выхода из выхлопной трубы будет подсоединена к агрегатам управления и регулирования (не показано), а затем к горелочному устройству.

Между каналом отвода горячего воздуха к потребителю и полостью камеры сгорания смонтирована выравнивающая решетка 16. При этом полость камеры сгорания образована кольцевой полостью 12, между внутренним и внешним концентрично установленными цилиндрами 13, 14, закрепленными на трубной доске теплообменника. Кольцевая полость - полость камеры сгорания служит, во-первых, для организации равномерного подвода горячего воздуха в зону горелочного устройства с целью образования топливовоздушной смеси, а во-вторых, для частичного охлаждения продуктов сгорания и равномерного подвода рабочего тела к теплообменным трубам теплообменника 9 с целью равномерного нагрева конструкции. Теплообменник 9 выполнен с центральным каналом 15, образованным вертикальными трубами, закрепленными своими концами в трубных досках на определенном расстоянии друг от друга. Для компенсации температурного удлинения труб теплообменника внутренний концентрический цилиндр 13 имеет свободное перемещение относительно корпуса 10 нагнетателя воздуха 6.

Принцип работы теплогенератора заключается в следующем.

Включается в работу нагнетатель воздуха 6, затем запальное устройство (не показано). При наличии пламени на запальном устройстве подается топливо на горелочное устройство 11. К данному горелочному устройству подводится воздух после теплообменника 9 из канала 5 для отвода горячего воздуха к потребителю. За счет инжектирования воздуха газом образуется топливовоздушная смесь, участвующая в процессе горения. Для охлаждения продуктов сгорания воздух также подается по бокам горелочного устройства по кольцевой полости 12. Для обеспечения равномерного подвода воздуха к горелочному устройству он проходит через выравнивающую решетку 16. Продукты сгорания, проходя по теплообменным трубам теплообменника, охлаждаются до заданной температуры, отдавая тепло нагреваемому воздуху, и через выхлопную трубу 2, подогревая газ в топливной магистрали 17, 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 (дополнительного) 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 достигнуто упрощение конструкции, как показали конструкторские разработки и доработка опытного образца, и улучшение процесса горения топлива в камере сгорания за счет организации подвода горячего воздуха к горелочному устройству после теплообменника и установки выравнивающей решетки.

Изобретение относится к теплотехнике, а конкретно к передвижным теплогенераторам, и может быть использовано для отопления помещений в холодное время года горячим воздухом. Задачей изобретения является упрощение конструкции передвижного теплогенератора и улучшение процесса горения топлива в его камере сгорания. Сущность изобретения в том, что в теплогенераторе, содержащем 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, 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 концентрично установленных внутреннего и внешнего цилиндров, смонтированных над горелочным устройством и образующих кольцевую полость - полость камеры сгорания, которая сообщена с каналом отвода горячего воздуха после теплообменника и отделена от канала подвода холодного воздуха внутренним цилиндром, закрепленным подвижно относительно корпуса нагнетателя воздуха. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

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, при этом корпус с выхлопной трубой установлен на тележке вертикально, 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 концентрично установленных внутреннего и внешнего цилиндров, смонтированных над горелочным устройством и образующих кольцевую полость - полость камеры сгорания, отличающийся тем, что в нем полость камеры сгорания сообщена с каналом отвода горячего воздуха после теплообменника и отделена от канала подвода холодного воздуха внутренним цилиндром, закрепленным подвижно относительно корпуса нагнетателя воздуха. 2. Передвижной теплогенератор по п. 1, отличающийся тем, что между камерой сгорания и каналом отвода горячего воздуха смонтирована выравнивающая решетка. 3. Передвижной теплогенератор по п. 1, отличающийся тем, что топливная магистраль пропущена через выхлопную трубу.