ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ Российский патент 2021 года по МПК F23C15/00 

Описание патента на изобретение RU2760606C1

Изобретение относится к энергетике, в первую очередь, касается теплогенераторов пульсирующего горения (ТПГ).

Известен ТПГ, содержащий камеру сгорания с трубами-резонаторами с выхлопной (дымовой) трубой, содержащей дополнительное резонирующее устройство (патент RU №2702059 от 09.11.2018 г.).

Недостатком известного устройства является отсутствие необходимой взрывозащиты для установки его в помещение, в результате чего теплогенератор (котел) должен устанавливать на расстоянии не менее 15 м от помещения.

Известен также ТПГ, содержащей клапанно-смесительное устройство на входе в камеру сгорания, выход из которой через трубы-резонаторы и дымовую трубу сообщен с атмосферой, при этом клапанно-смесительное устройство состоит из блока обратных воздушных клапанов, смесительной трубы со штоком стабилизатора пламени и с выполненным в смесительной трубе опоясывающим рядом дозирующих отверстий для подачи топливного газа из газового ресивера через обратный газовый клапан и установкой свечи зажигания, а завихритель штока стабилизатора пламени расположен на выходе из смесительной трубы и входе в камеру сгорания, при этом клапанно-смесительное устройство снабжено нагнетателем воздуха для запуска ТПГ (патент RU №2707784 от 09.04.2019 г. Выбран за прототип).

Недостатком известного устройства является неполное соответствие требованиям к оборудованию с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемые оболочки «d», в том числе для электрооборудования.

Технический результат, на достижение которого направлено предлагаемое изобретение, заключается в обеспечении полного соответствия ТПГ требованиям взрывозащиты «взрывонепроницаемые оболочки «d».

Технический результат достигается тем, что в ТПГ, содержащим клапанно-смесительное устройство на входе в камеру сгорания, выход из которой через трубы-резонаторы и дымовую трубу сообщен с атмосферой, причем клапанно-смесительное устройство состоит из блока обратных воздушных клапанов, смесительной трубы со штоком стабилизатора пламени и с выполненным в смесительной трубе опоясывающим рядом дозирующих отверстий для подачи топливного газа из газового ресивера через обратный газовый клапан и установкой свечи зажигания, а завихритель штока стабилизатора пламени расположен на выходе из смесительной трубы и входе в камеру сгорания, при этом клапанно-смесительное устройство снабжено нагнетателем воздуха для запуска ТПГ, новым является то, что на входе в клапанно-смесительное устройство перед блоком обратных воздушных клапанов установлен огнепреградитель, состоящий из корпуса с размещенной в нем кассетой, выполненной из навитой полосы проволочной сетки или гофрированного листа, при этом огнепреградитель и блок обратных воздушных клапанов помещены в единый корпус, образуя взрывонепроницаемую оболочку, а полость между огнепреградителем и блоком обратных воздушных клапанов этой взрывонепроницаемой оболочки сообщена со входом в нагнетатель воздуха для запуска ТПГ, размещенный в дополнительной взрывонепроницаемой оболочке, посредством взрывонепроницаемой трубы, при этом выход из нагнетателя воздуха соединен с полостью за блоком обратных воздушных клапанов на входе в камеру сгорания посредством взрывонепроницаемой трубы, также в дополнительной взрывонепроницаемой оболочке размещен источник высокого напряжения для подачи тока высокого напряжения на свечу посредством взрывонепроницаемого кабеля с соответствующей взрывозащищенной заделкой на входе в свечу; при этом дымовая труба также снабжена огнепреградителем.

На прилагаемой фигуре представлена конструктивная схема ТПГ с огнепреградителями.

ТПГ (фиг. 1) содержит клапанно-смесительное устройство 1, установленное на входе 2 в камеру сгорания 3, выход 4 из которой через трубы-резонаторы 5 и дымовую трубу 6 сообщен с атмосферой.

Клапанно-смесительное устройство 1 содержит блок обратных воздушных клапанов 7, смесительную трубу 8 со штоком стабилизатора пламени 9. В смесительной трубе 8 выполнен опоясывающий ряд 10 дозирующих отверстий 11 для подвода топливного газа из газового ресивера 12 с обратным газовым клапаном 13 и установка свечи зажигания 14. Завихритель 15 штока стабилизатора пламени 9 расположен на выходе 16 из смесительной трубы 8 и соответственно на входе 2 в камеру сгорания 3. В состав клапанно-смесительного устройства 1 входит нагнетатель воздуха 17 для подачи воздуха в камеру сгорания 3.

На входе в клапанно-смесительное устройство 1 перед блоком обратных воздушных клапанов 7 размещен огнепреградитель 18, состоящий из корпуса 19, с размещенной в нем кассетой 20, выполненной из навитой полосы проволочной сетки 21 или гофрированного листа. При этом огнепреградитель 18 и блок обратных воздушных клапанов 7 помещен в единый корпус-оболочку 22, образуя с камерой сгорания 3 и трубами-резонаторами 5 взрывонепроницаемую оболочку 23.

Клапанно-смесительное устройство 1 расположено в зоне 24 подвода воздуха из окружающей среды, которая может быть взрывоопасной по причине загазованности, поэтому наличие огнепреградителя 18 обеспечивает взрыво- и пожаробезопасность ТПГ в случае взрыва в камере сгорания 3 ТПГ. Наличие в составе ТПГ нагнетателя воздуха 17, как правило, с электроприводом, требует искрозащиты, поэтому отбор воздуха на него выполнен не из атмосферы, а из полости 25 за огнепреградителем 18 перед блоком обратных воздушных клапанов 7. Для удобства обслуживания нагнетателя воздуха 17 он вынесен наружу ТПГ и размещен в дополнительной взрывонепроницаемой оболочке 26, а подвод воздуха из полости 25 взрывонепроницаемой оболочки 23 через полость 27 дополнительной взрывонепроницаемой оболочки 26 выполнен посредством взрывонепроницаемой трубы 28. Выход 29 из нагнетателя воздуха 17 посредством взрывонепроницаемой трубы 30 сообщен с полостью 31 за блоком обратных воздушных клапанов 7.

Источник высокого напряжения («катушка зажигания») 32 также размещен во взрывонепроницаемой оболочке 26 с соответствующей (известной) взрывозащищенной заделкой 33 взрывозащищенного кабеля 34 подвода электропитания на свечу зажигания 21.

Для исключения всякой возможности проникнуть взрыву из камеры сгорания 3 через трубы-резонаторы 5 и дымовую трубу 6 в атмосферу в дымовой трубе 6 установлен огнепреградитель 35.

Таким образом, две взрывонепроницаемые оболочки 23 и 26, соединенные взрывонепроницаемыми трубами 28 и 30, а также огнепреградитель 35 образуют взрывонепроницаемую оболочку ТПГ в целом.

При этом отбор воздуха на нагнетатель воздуха 17 для запуска ТПГ из полости 25 после огнепреградителя 18, а не непосредственно из атмосферы, позволяет не ставить дополнительный огнепреградитель на входе в нагнетатель воздуха 17 для запуска ТПГ, упрощая конструкцию дополнительной взрывонепроницаемой оболочки 26 и конструкцию ТПГ в целом.

ТПГ работает следующим образом.

Для запуска ТПГ подают напряжение на свечу зажигания 14 от источника высокого напряжения 32, включают нагнетатель воздуха 17 и подачу топливного газа через обратный газовый клапан 13 и газовой ресивер 12 на дозирующие отверстия 11. Топливный газ, смешиваясь с потоком воздуха, образует в смесительной трубе 8 топливовоздушную смесь, которая через выход 16 попадает на завихритель 15 камеры сгорания 3. Одновременно свеча зажигания 14 поджигает предварительно перемешанную топливовоздушную смесь, образуя очаг горения, который сносится на завихритель 15 стабилизатора пламени 9, где организуется горение.

Далее выключают нагнетатель воздуха 17 и свечу зажигания 14, и ТПГ переходит на режим пульсирующего горения с заданной трубами-резонаторами 5 частотой пульсации горения, когда чередуются циклы впуска через обратные клапаны 7 и 13 воздуха и газа, возгорания топливо-воздушной смеси в камере сгорания 3 с закрытием клапанов 7 и 13 и выхлопа продуктов сгорания из камеры сгорания 3 через трубы-резонаторы 5 и дымовую трубу 6 с установленным в ней огнепреградителем 33 с последующим разрежением в камере сгорания 3 и открытием клапанов 7 и 13 для очередного впуска воздуха и топливного газа.

В случае взрыва в камере сгорания 3 пламя, попадая через смесительную трубу 8 на огнепреградитель 18, гасится, т.к. в узких каналах между слоями проволочной сетки 21 происходит интенсивный теплообмен между потоком газа и стенками этих каналов, в результате чего температура потока газа уменьшается до безопасного значения. Попадание этого газа в окружающую взрывоопасную среду не вызывает возгорания и взрыва.

Одновременно с движением фронта взрыва после взрыва в камере сгорания 3 на клапанно-смесительное устройство 1 взрывная волна движется через трубы-резонаторы 5 в дымовую трубу 6, где ее энергия гасится в огнепреградителе 35, как описано выше для огнепреградителя 21 клапанно-смесительного устройства 1.

Помещение нагнетателя воздуха 17 и источника высокого напряжения 32 во взрывонепроницаемую оболочку 26 и соединение взрывонепроницаемых оболочек 23 и 26 через взрывонепроницаемые трубы 28 и 30 обеспечивает искрозащиту не только при режимной работе ТПГ, но и на режимах продувки ТПГ перед его запуском, когда нагнетатель воздуха 17 прокачивает через газовоздушный тракт ТПГ не воздух, а взрывоопасную смесь из окружающей среды. В этом случае возможный взрыв от искры локализуется внутри взрывонепроницаемой оболочки ТПГ.

Выполненная разработка позволяет размещать ТПГ вблизи и внутри помещений, что особенно важно при применении подогревателей газа в газораспределительных станциях (ГРС), где возможность размещения подогревателя в составе блоков ГРС позволяет размещать ГРС на ограниченных по площади площадках под ГРС, что особенно важно при реконструкции и капитальном ремонте ГРС, принимая во внимание требование стандартов ПАО «Газпром» о размещении подогревателей без взрывонепроницаемой оболочки на расстоянии от блоков ГРС не менее 15 м.

Похожие патенты RU2760606C1

название год авторы номер документа
Клапанно-смесительное устройство теплогенератора пульсирующего горения 2020
  • Хабибуллин Искандер Мидхатович
  • Глебов Геннадий Александрович
  • Коротков Михаил Юрьевич
  • Садыков Мансур Закариевич
  • Хабибуллин Мидхат Губайдуллович
RU2746376C1
Способ проверки взрывонепроницаемости оболочки клапанно-смесительного устройства, снабженного огнепреградителем, теплогенератора пульсирующего горения 2020
  • Хабибуллин Искандер Мидхатович
  • Хабибуллин Мидхат Губайдуллович
  • Глебов Геннадий Александрович
  • Коротков Михаил Юрьевич
  • Садыков Мансур Закариевич
RU2746293C1
Клапанно-смесительное устройство теплогенератора пульсирующего горения 2019
  • Хабибуллин Искандер Мидхатович
  • Глебов Геннадий Александрович
  • Коротков Михаил Юрьевич
  • Садыков Мансур Закариевич
  • Хабибуллин Мидхат Губайдуллович
RU2707784C1
Устройство подогрева технологического газа в газораспределительной станции 2017
  • Хабибуллин Искандер Мидхатович
  • Хабибуллин Мидхат Губайдуллович
  • Глебов Геннадий Александрович
  • Коротков Михаил Юрьевич
  • Садыков Мансур Закариевич
RU2655426C1
Блок подогрева технологического газа 2020
  • Хабибуллин Мидхат Губайдуллович
  • Глебов Геннадий Александрович
  • Коротков Михаил Юрьевич
  • Садыков Мансур Закариевич
RU2734669C1
Автоматическая газораспределительная станция 2019
  • Хабибуллин Искандер Мидхатович
  • Агалаков Юрий Владимирович
  • Глебов Геннадий Александрович
  • Коротков Михаил Юрьевич
  • Макаров Антон Павлович
  • Мубаракшин Булат Ринатович
  • Наволоцкий Степан Алексеевич
  • Серазетдинов Булат Фаатович
  • Хабибуллин Мидхат Губайдуллович
RU2714184C1
Проточный котёл пульсирующего горения 2021
  • Намазов Мусрет Османович
  • Намазов Марат Мусретович
  • Егорочкин Руслан Алексеевич
  • Меркушев Константин Егорович
RU2767121C1
Теплогенератор пульсирующего горения 2018
  • Хабибуллин Искандер Мидхатович
  • Хабибуллин Мидхат Губайдуллович
  • Глебов Геннадий Александрович
  • Коротков Михаил Юрьевич
  • Садыков Мансур Закариевич
RU2702059C1
Газовый проточный нагревательный котёл 2022
  • Садыков Мансур Закариевич
RU2789938C1
ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ ДЛЯ ЗЕРНОСУШИЛКИ 2016
  • Голубенко Михаил Иванович
RU2633744C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 760 606 C1

Реферат патента 2021 года ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ

Изобретение относится к энергетике. Теплогенератор пульсирующего горения (ТПГ) содержит клапанно-смесительное устройство на входе в камеру сгорания, выход из которой через трубы-резонаторы и дымовую трубу сообщен с атмосферой. Клапанно-смесительное устройство состоит из блока обратных воздушных клапанов, смесительной трубы со штоком стабилизатора пламени и с выполненным в смесительной трубе опоясывающим рядом дозирующих отверстий для подачи топливного газа из газового ресивера через обратный газовый клапан и установкой свечи зажигания. Завихритель штока стабилизатора пламени расположен на выходе из смесительной трубы и входе в камеру сгорания, при этом клапанно-смесительное устройство снабжено нагнетателем воздуха для запуска ТПГ. На входе в клапанно-смесительное устройство перед блоком обратных воздушных клапанов установлен огнепреградитель, состоящий из корпуса с размещенной в нем кассетой, выполненной из навитой полосы проволочной сетки или гофрированного листа. Огнепреградитель и блок обратных воздушных клапанов помещены в единый корпус, образуя взрывонепроницаемую оболочку, а полость между огнепреградителем и блоком обратных воздушных клапанов этой взрывонепроницаемой оболочки сообщена с входом в нагнетатель воздуха для запуска ТПГ, размещенный в дополнительной взрывонепроницаемой оболочке, посредством взрывонепроницаемой трубы. Выход из нагнетателя воздуха соединен с полостью за блоком обратных воздушных клапанов на входе в камеру сгорания посредством взрывонепроницаемой трубы, также в дополнительной взрывонепроницаемой оболочке размещен источник высокого напряжения для подачи тока высокого напряжения на свечу посредством взрывозащищенного кабеля с соответствующей взрывозащищенной заделкой на входе в свечу, при этом дымовая труба также снабжена огнепреградителем. Изобретение позволяет обеспечить взрывобезопасность. 1 ил.

Формула изобретения RU 2 760 606 C1

Теплогенератор пульсирующего горения (ТПГ), содержащий клапанно-смесительное устройство на входе в камеру сгорания, выход из которой через трубы-резонаторы и дымовую трубу сообщен с атмосферой, при этом клапанно-смесительное устройство состоит из блока обратных воздушных клапанов, смесительной трубы со штоком стабилизатора пламени и с выполненным в смесительной трубе опоясывающим рядом дозирующих отверстий для подачи топливного газа из газового ресивера через обратный газовый клапан и установкой свечи зажигания, а завихритель штока стабилизатора пламени расположен на выходе из смесительной трубы и входе в камеру сгорания, при этом клапанно-смесительное устройство снабжено нагнетателем воздуха для запуска ТПГ, отличающийся тем, что на входе в клапанно-смесительное устройство перед блоком обратных воздушных клапанов установлен огнепреградитель, состоящий из корпуса с размещенной в нем кассетой, выполненной из навитой полосы проволочной сетки или гофрированного листа, при этом огнепреградитель и блок обратных воздушных клапанов помещены в единый корпус, образуя взрывонепроницаемую оболочку, а полость между огнепреградителем и блоком обратных воздушных клапанов этой взрывонепроницаемой оболочки сообщена с входом в нагнетатель воздуха для запуска ТПГ, размещенный в дополнительной взрывонепроницаемой оболочке, посредством взрывонепроницаемой трубы, при этом выход из нагнетателя воздуха соединен с полостью за блоком обратных воздушных клапанов на входе в камеру сгорания посредством взрывонепроницаемой трубы, также в дополнительной взрывонепроницаемой оболочке размещен источник высокого напряжения для подачи тока высокого напряжения на свечу посредством взрывозащищенного кабеля с соответствующей взрывозащищенной заделкой на входе в свечу, при этом дымовая труба также снабжена огнепреградителем.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2021 года RU2760606C1

Клапанно-смесительное устройство теплогенератора пульсирующего горения 2019
  • Хабибуллин Искандер Мидхатович
  • Глебов Геннадий Александрович
  • Коротков Михаил Юрьевич
  • Садыков Мансур Закариевич
  • Хабибуллин Мидхат Губайдуллович
RU2707784C1
Теплогенератор пульсирующего горения 2018
  • Хабибуллин Искандер Мидхатович
  • Хабибуллин Мидхат Губайдуллович
  • Глебов Геннадий Александрович
  • Коротков Михаил Юрьевич
  • Садыков Мансур Закариевич
RU2702059C1
US 4759312 A1, 26.07.1988
КЛАПАННО-СМЕСИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО КОТЛА ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ 2014
  • Глебов Геннадий Александрович
  • Садыков Мансур Закариевич
  • Коротков Михаил Юрьевич
RU2560854C2
US 6016773 A1, 25.01.2000.

RU 2 760 606 C1

Авторы

Хабибуллин Искандер Мидхатович

Хабибуллин Мидхат Губайдуллович

Глебов Геннадий Александрович

Коротков Михаил Юрьевич

Садыков Мансур Закариевич

Даты

2021-11-29Публикация

2021-04-05Подача