ТЕПЛОГЕНЕРАТОР Российский патент 2004 года по МПК F24H3/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в сушильных и тепловых агрегатах отраслей сельского и коммунального хозяйства, а также в промышленности и строительстве.

Известен воздухоподогреватель, содержащий теплообменник, состоящий из системы труб и воздушных каналов, источник тепла и вентилятор (а.с. СССР № 1138612, F 24 Н 3/02, 04.01.84, опубл. БИ № 5 07.02.85). Недостатком данного воздухоподогревателя является сложность конструкции, а также низкий коэффициент полезного действия.

Известен теплогенератор, содержащий систему труб, вставленных одна в другую, источник тепла, выполненный в виде горелки и вентилятора (а.с. СССР № 1605107, F 24 Н 3/02, 30.12.88, опубл. БИ № 41 07.11.90 - прототип).

Данный теплогенератор подает хорошо перемешанный воздух с продуктами горения, сравнительно экономичен. Однако такой теплогенератор сложен по конструкции. Кроме того, он сложен в изготовлении, так как сложно рассчитать соотношение диаметров и длин труб, составляющих его. При этом сложно регулировать полученную смесь воздуха с продуктами горения.

Задачей данного изобретения является упрощение конструкции и расчетов длин и диаметров труб, образующих теплогенератор, с учетом мощности источников тепла, а также повышение коэффициента полезного действия. Поставленная задача решается теплогенератором, содержащим источник тепла, например горелку с вентилятором, систему труб, вставленных одна в другую, по изобретению он содержит, как минимум, две трубы, при этом в трубе меньшего диаметра закреплен источник тепла, а между стенками труб со стороны источника тепла имеется канал для прохода воздуха, причем между стенками труб установлена заслонка с возможностью регулирования, а отношение находится в пределах от 0,25 до 0,75, где D₁ - диаметр трубы с меньшим диаметром, мм; L₁ - длина трубы с меньшим диаметром, мм; D - диаметр трубы с большим диаметром, мм; L - длина трубы с большим диаметром, мм.

Анализ предложенного решения с прототипом позволил выделить признаки отличающие предложенное решение от прототипа, что соответствует критерию "новизна".

Сравнительный анализ предложенного решения с известными не выявил решений, признаки которых совпадают с признаками предложенного решения, что соответствует критерию "изобретательский уровень". Изобретение поясняется схематическим чертежом.

Теплогенератор включает в себя источник тепла 1, например горелку для сжигания жидкого топлива с встроенным в нее вентилятором, систему труб 2, 3, вставленных одна в другую, при этом источник тепла 1 установлен в трубе меньшего диаметра 3. Между стенками труб 2 и 3 имеется канал 4 для прохода воздуха, причем между стенками труб установлена заслонка 5 с возможностью регулирования потока воздуха.

При проектировании теплогенератора учитывают отношение , которое находится в пределах от 0,25 до 0,75, где D₁ - диаметр трубы с меньшим диаметром, мм; L₁ - длина трубы с меньшим диаметром, мм; D - диаметр трубы с большим диаметром, мм; L - длина трубы с большим диаметром, мм.

Эта зависимость установлена экспериментально и позволяет рассчитывать параметры труб в зависимости от мощности источников тепла, например горелок для сжигания жидкого топлива.

При уменьшении соотношения менее 0,25 происходит хорошее перемешивание воздуха с отходящими газами. Происходит очень сильное разбавление отходящих газов воздухом, но резко снижается температура теплоносителя, что резко снижает коэффициент полезного действия источника тепла, а значит и теплогенератора.

При увеличении этого соотношения более 0,75 резко повышается коэффициент полезного действия источника тепла, а значит и теплогенератора, но практически прекращается смешивание отходящих газов с воздухом, что недопустимо при использовании теплогенераторов при нагреве производственных помещений, теплиц и сушке зерна.

Теплогенератор работает следующим образом.

Открывается заслонка 5, зажигается источник тепла 1, например горелка для сжигания жидкого топлива с встроенным в нее вентилятором. Отходящие газы от источника тепла 1 (горелки) вращающейся струей с силой вырываются из трубы 3, при этом они захватывают струи воздуха, находящиеся в трубе 2, начинается движение воздуха по каналу 4, образуется горячая, хорошо перемешанная газовоздушная смесь, которая подается в обогреваемое помещение или сушилку.

Заслонкой 5 регулируется подача воздуха по каналу 4, за счет чего регулируется состав газовоздушной смеси.

В зависимости от мощности источника тепла, например, горелки дли сжигания жидкого топлива подбираются параметры труб.

Пример расчета.

Пример 1.

Принимаем мощность горелки равную 70 кВт. Тогда из таблицы (черт. 3) ГОСТ 28091-89. Горелки промышленные на жидком топливе. Методы испытаний, с. 9 находим: длина L = 500 мм, диаметр D=280 мм. Примем длину L₁ трубы с малым диаметром=450 мм, тогда из соотношения (оптимальное значение) находим:

Пример 2.

Мощность горелки 700 кВт. Находим значения: L=1500 мм; D=600 мм; D₁ - диаметр трубы с меньшим диаметром примем равной 480 мм

Пример 3.

Мощность горелки 2 МВт. Находим значение: L=2500 мм; D=800 мм;

L₁ примем равной 2000 мм, тогда

Таким образом, предложенное решение позволяет упростить конструкцию теплогенератора, а также расчеты при конструировании его, повысить коэффициент полезного действия теплогенератора, упростить регулировку состава газовоздушной смеси.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в сушильных и тепловых агрегатах отраслей сельского и коммунального хозяйства, а также в промышленности и строительстве. Задачей изобретения является упрощение конструкции и расчетов длин и диаметров труб, образующих теплогенератор, с учетом мощности источников тепла, а также повышение коэффициента полезного действия. Поставленная задача решается тем, что в теплогенераторе, содержащем систему труб, вставленных одна в другую, в трубе меньшего диаметра закреплен источник тепла, а между стенками труб со стороны источника тепла имеется канал для прохода воздуха, причем между стенками труб установлена заслонка, а отношение находится в пределах от 0,25 до 0,75, где D₁ и D - диаметры внутренней и внешней труб соответственно мм; L₁ и L - длина внутренней и внешней труб соответственно, мм. 1 ил.

Теплогенератор, содержащий источник тепла, например горелку с вентилятором, систему труб, вставленных одна в другую, отличающийся тем, что он содержит как минимум две трубы, при этом в трубе меньшего диаметра закреплен источник тепла, а между стенками труб со стороны источника тепла имеется канал для прохода воздуха, причем между стенками труб установлена заслонка с возможностью регулирования, а отношение находится в пределах от 0,25 до 0,75, где D₁ - диаметр трубы с меньшим диаметром, мм; L₁ - длина трубы с меньшим диаметром, мм; D - диаметр трубы с большим диаметром, мм; L - длина трубы с большим диаметром, мм.