Начало раздела Производственные, любительские Радиолюбительские Авиамодельные, ракетомодельные Полезные, занимательные	Хитрости мастеру Электроника Физика Технологии Изобретения	Тайны космоса Тайны Земли Тайны Океана Хитрости Карта раздела
Использование материалов сайта разрешается при условии ссылки (для сайтов - гиперссылки)

ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2202735

ГАЗОГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО ИНФРАКРАСНОГО ИЗЛУЧАТЕЛЯ

Имя изобретателя: Карасевич А.М.; Крейнин Е.В.; Бондарчук В.Б. 
Имя патентообладателя: Дочернее открытое акционерное общество "Промгаз" Открытого акционерного общества "Газпром"
Адрес для переписки: 117420, Москва, ул. Наметкина, 6, ОАО "Промгаз", генеральному директору А.М.Карасевичу
Дата начала действия патента: 2001.09.06 

Изобретение относится к технике лучистого обогрева помещений в системе автономного локального их отопления. Газогорелочное устройство инфракрасного излучателя содержит камеру сгорания с многостадийным подводом воздуха на горение и экранирующую перегородку на начальном участке формирования факела, предотвращающую прямой контакт последнего с излучающей трубой и охлаждаемую рециркулирующими продуктами горения, в стенке камеры сгорания выполнены отверстия для рециркулирующих продуктов сгорания, а соотношение между площадью сечений суммы отверстий в стенке камеры сгорания газогорелочного устройства и площадью кольцевой щели между экранирующей перегородкой и внутренней поверхностью излучателя выбрано равным 0,4-1,0. Изобретение позволяет создать рециркуляционный инфракрасный излучатель с минимальным перегревом экранирующей перегородки и излучателя с минимальным выходом вредных компонентов (СО и NO_х).

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к технике лучистого (инфракрасного) обогрева помещений в системе автономного локального их отопления.

Известна конструкция газогорелочного устройства с двухстадийным подводом воздуха на горение, обеспечивающая минимальную эмиссию оксидов азота, как результат ограничения максимальной температуры в факеле /1/.

Недостатком этого решения является отсутствие конкретных рекомендаций по оптимизации режимных параметров.

Известен и способ сжигания газа, в котором воздух на горение подается тремя потоками, а изменяя соотношение между ними, удается регулировать параметры факела /2/.

Однако этот способ невозможно адаптировать к инфракрасному излучателю.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является конструктивное решение инфракрасного излучателя с рециркуляцией уходящих продуктов сгорания /3/.

Сопоставительный анализ показывает, что прототип имеет ряд недостатков:

- вся рециркулирующая смесь продуктов сгорания подается непосредственно в корень факела, что создает условия нестабильного горения;

- не предусмотрен поток рециркулянта вдоль кольцевой щели между экраном и трубой излучателя;

- не решена задача минимизации эмиссии СО и NO_x, а и перегрева экранирующей перегородки.

Задача настоящего изобретения состоит в создании рециркуляционного инфракрасного излучателя с минимальным перегревом экранирующей перегородки и излучателя, при этом выход вредных компонентов (СО и NO_x) не должен превышать ПДК.

Поставленная задача решается тем, что газогорелочное устройство инфракрасного излучателя содержит камеру сгорания с многостадийным подводом воздуха на горение и экранирующую перегородку на начальном участке формирования факела, предотвращающую прямой контакт последнего с излучающей трубой и охлаждаемую рециркулирующими продуктами горения, что в стенке камеры сгорания выполнены отверстия для рециркулирующих продуктов сгорания, а соотношение между площадью сечений суммы отверстий в стенке камеры сгорания газогорелочного устройства и площадью кольцевой щели между экранирующей перегородкой и внутренней поверхностью излучателя выбрано равным 0,4-1,0.

Признаки, отличающие предлагаемое газогорелочное устройство инфракрасного излучателя от решений в прототипе, являются существенными и отвечают критерию "новизна".

На фиг. 1 изображен инфракрасный излучатель; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 - газогорелочное устройство.

Газогорелочное устройство 1 обеспечивает двухстадийное сжигание газа в горелочной ветви 2 инфракрасного излучателя. Экранирующая перегородка 3 ограничивает факел от прямого контакта с излучающей трубой. В уходящей ветви 4 инфракрасного излучателя смонтированы интенсификаторы теплообмена 5. Дымосос 6 не только эвакуирует дымовые газы из излучателя, но и частично возвращает их в горелочную ветвь 2 с помощью рециркуляционной линии 7.

Детально газогорелочное устройство рассмотрено на фиг.2.

Газовое сопло 8 с радиальными отверстиями входит в камеру первичного смешения 9. Вторичный воздух нагнетается через кольцевой канал между камерой первичного смешения 9 и внешней стенкой 10 газогорелочного устройства. Непосредственно к внешней стенке 10 примыкает экранирующая перегородка 3.

Для оптимизации соотношения расходов рециркулянта, подаваемого непосредственно в зону формирования факела и кольцевую щель между экранирующей перегородкой и внутренней поверхностью излучателя, был проведен специальный эксперимент.

Расход рециркулянта, подаваемый непосредственно в зону формирования факела, определяется проходным сечением отверстий II (f_отв). Соотношение суммарной площади отверстий (f_отв) и площади кольцевой щели между экранирующей перегородкой и внутренней поверхностью излучателя (F_к.щ.) обуславливает теплотехнические параметры процесса горения в факеле.

В нижеследующей таблице приведены результаты оптимизационных экспериментов на излучателе тепловой мощностью 50 кВт.

В проведенных экспериментах менялось количество отверстий II и их диаметр, т.е. проходное сечение f_отв. Площадь сечения кольцевой щели F_к.щ. оставалась неизменной.

В первом эксперименте отверстия в стенках камеры горения отсутствовали (f_отв=0) и весь рециркулянт подавался в кольцевую щель.

Факел в зоне формирования не разбавлялся уходящими продуктами сгорания, поэтому развивалась достаточно высокая температура в факеле и температура экранирующей перегородки достигала 650^oС. При этом естественно эмиссия СО была минимальна - 27 мг/м³, а NO_х - максимальна - 161 мг/м³.

При такой температуре экранирующей перегородки металл для ее изготовления должен быть легирован никелем, что естественно увеличит стоимость инфракрасного излучателя. Выход оксидов азота достаточно высок (161 мг/м³), что превышает современные экологические требования к загрязнению воздушного бассейна.

По мере увеличения величины соотношения f_отв/F_к.щ. возрастает доля рециркулянта в камеру горения, следовательно, снижается максимальная температура и повышается выход СО.

Так, при величине отношения f_отв/F_к.щ.=0,4÷1,0 температура экранирующей перегородки снизилась до 573÷594^oС и для изготовления последней не требуется никелесодержащего металла. При этом концентрация СО не превышает допустимую ПДК (62,5 мг/м³) и составляет 34÷43 мг/м³, эмиссия NО_х снизилась до 78÷94 мг/м³, что примерно в 2 раза ниже, чем при отношении f_отв/F_к.щ.<0,4.отв/F_к.щ.2,0), одновременно с падением температуры до 550^oС концентрация СО возрастает с 94 до 337 мг/м³, что в несколько раз превышает ПДК. При этом вместе со снижением температуры факела эмиссия NО_хупала до 57 мг/м³.

Проведенные огневые испытания инфракрасного излучателя (см. таблицу) позволили определить оптимальные соотношения между количеством рециркулянта, нагнетаемого в зону формирования факела, и его расходом в поток продуктов горения за экранирующей перегородкой (конкретно это соотношение обусловлено величиной проходных сечений отверстий f_отв и кольцевой щели F_к.щ.). Так, при величине соотношения f_отв/F_к.щ.=0,7÷1,0 температура экранирующей перегородки не превышает 600^oС (при этой температуре металл для ее изготовления может быть безникелевым), эмиссия СО не превышает ПДК (ниже 52,5 мг/м³), выход NО_х (80÷90 мг/м³) отвечает современным требованиям охраны воздушного бассейна.

Поэтому оптимальными соотношениями f_отв/F_к.щ. следует считать величины 0,7÷1,0 (эксперименты 5, 6, 7).

Оптимизированный по выходным экологическим и теплотехническим параметрам инфракрасный излучатель будет серийно выпускаться на Каменском заводе газоиспользующего оборудования.

Автономное отопление помещений с помощью инфракрасных излучателей позволяет на 30÷40% снизить расход топлива по сравнению с традиционным конвективным водовоздушным отоплением.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Патент Франции 2097321, кл. F 23 D 15/00, 1970 г.

2. А.с. СССР 1657870, кл. F 23 D 14/00, 1991 г.

3. Невидимов И. А. Инфракрасный газовый отопитель. Приложение к ж. "Эксперт". "Оборудование, рынок, предложение, цены". Июль 1999 г., с.31-34.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Газогорелочное устройство инфракрасного излучателя, содержащее камеру сгорания с многостадийным подводом воздуха на горение и экранирующую перегородку на начальном участке формирования факела, предотвращающую прямой контакт последнего с излучающей трубой и охлаждаемую рециркулирующими продуктами горения, отличающееся тем, что в стенке камеры сгорания выполнены отверстия для рециркулирующих продуктов сгорания, а соотношение между площадью сечений суммы отверстий в стенке камеры сгорания газогорелочного устройства и площадью кольцевой щели между экранирующей перегородкой и внутренней поверхностью излучателя выбрано равным 0,4-1,0.

Версия для печати
Дата публикации 29.01.2007гг

НОВЫЕ СТАТЬИ И ПУБЛИКАЦИИ
	Технология изготовления универсальных муфт для бесварочного, безрезьбового, бесфлянцевого соединения отрезков труб в трубопроводах высокого давления (имеется видео)
	Технология очистки нефти и нефтепродуктов
	О возможности перемещения замкнутой механической системы за счёт внутренних сил
	Свечение жидкости в тонких диэлектрических каналох
	Взаимосвязь между квантовой и классической механикой
	Миллиметровые волны в медицине. Новый взгляд. ММВ терапия
	Магнитный двигатель
	Источник тепла на базе нососных агрегатов