RU2220374C2 - Способ обогрева инфракрасного u-образного излучателя - Google Patents
Способ обогрева инфракрасного u-образного излучателя Download PDFInfo
- Publication number
- RU2220374C2 RU2220374C2 RU2000123510/06A RU2000123510A RU2220374C2 RU 2220374 C2 RU2220374 C2 RU 2220374C2 RU 2000123510/06 A RU2000123510/06 A RU 2000123510/06A RU 2000123510 A RU2000123510 A RU 2000123510A RU 2220374 C2 RU2220374 C2 RU 2220374C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- heating
- irradiator
- combustion products
- emitter
- branch
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Изобретение относится к технике лучистого (инфракрасного) обогрева помещений в системе автономного (децентрализованного) их отопления и позволяет обеспечить равномерный нагрев горелочной ветви при минимальной эмиссии оксидов азота. Способ обогрева U-образного излучателя путем растянутого факела в горелочной ветви, в том числе с помощью частичной рециркуляции уходящих продуктов сгорания, отличается тем, что коэффициент расхода первичного воздуха в газовоздушной смеси устанавливают равным 0,5-0,7, а рециркуляцию уходящих продуктов сгорания выполняют в кольцевой зазор между корпусом излучателя и промежуточной перегородкой, при этом длину последней выбирают равной 10-15 диаметрам корпуса излучателя. Объем рециркулируемых уходящих продуктов сгорания устанавливают равным 30-50% от объема суммарной газовоздушной смеси с помощью дроссельного устройства. Кроме того, в уходящей ветви излучателя устанавливают интенсификаторы теплообмена от потока уходящих продуктов сгорания к корпусу излучателя. 2 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл.
Description
Изобретение относится к технике лучистого (инфракрасного) обогрева помещений в системе автономного (децентрализованного) их отопления.
Известно конструктивное решение камер сгорания с двухстадийным сжиганием газа с целью снижения максимальной температуры факела, а следовательно, сокращения эмиссии оксидов азота [1]. Однако недостатком этого решения является отсутствие конкретных режимных параметров.
Известен также способ сжигания газа [2], в котором воздух на горение распределяется тремя потоками, изменяя соотношение между которыми, представляется возможность регулировать параметры факела. Однако применительно к технике инфракрасного излучателя это решение не позволяет оптимизировать режим сжигания газа и распределение температуры по длине излучателя.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является конструктивное решение инфракрасного ("темного") излучателя, в котором реализована рециркуляция уходящих продуктов сгорания [3].
Сопоставленный анализ показывает, что прототип имеет ряд недостатков, не позволяющих оптимизировать конструктивную его реализацию, а именно:
- отсутствуют режимные параметры по соотношению первичного и вторичного воздуха на горение;
- не оптимизировано количество рециркулируемых уходящих продуктов сгорания, подаваемых непосредственно в корень факела.
- отсутствуют режимные параметры по соотношению первичного и вторичного воздуха на горение;
- не оптимизировано количество рециркулируемых уходящих продуктов сгорания, подаваемых непосредственно в корень факела.
Оба этих недостатка не дают возможности максимально растянуть факел в горелочной ветви излучателя, при этом обеспечить полноту сгорания топлива (при αΣ ≤ 1,1) и минимальный выход NOх.
Цель настоящего изобретения состоит в создании инфракрасного излучателя с равномерным распределением температуры по длине горелочной ветви. В частности, в прототипе фиксируется температурный максимум в пригорелочной зоне излучателя, что вызывает, с одной стороны, необходимость применения повышенного содержания дефицитного никеля в материале корпуса, а с другой стороны, приводит к высокой эмиссии оксидов азота в продуктах сгорания. Кроме того, при αΣ ≈ 1,1 в прототипе наблюдается недожог топлива.
Поставленная цель достигается тем, что в известном инфракрасном U-образном излучателе, выполненном с частичной рециркуляцией уходящих продуктов сгорания в горящий факел, коэффициент расхода первичного воздуха в газовоздушной смеси устанавливают равным 0,5-0,7, а рециркуляцию уходящих продуктов сгорания выполняют в кольцевой зазор между корпусом излучателя и промежуточной перегородкой, при этом длину последней выбирают равной 10-15 диаметрам корпуса излучателя. Количество рециркулируемых уходящих продуктов сгорания устанавливают равным 30-50% от объема суммарной газовоздушной смеси с помощью специального дроссельного регулирующего устройства. В уходящей ветви излучателя монтируют интенсификатор теплообмена от потока уходящих продуктов сгорания к корпусу излучателя.
Признаки, отличающие предлагаемый способ от решений в прототипе, являются существенными, а предполагаемые режимные и конструктивные решения отвечают критерию "новизна".
На чертеже представлено конструктивное решение U-образного излучателя согласно предлагаемому способу его обогрева.
Горелка 1 обеспечивает двухстадийное сжигание топлива в горелочной ветви 2 U-образного излучателя. Промежуточная перегородка 3 ограничивает факел от рециркулируемых уходящих продуктов сгорания по всей своей длине. В уходящей ветви 4 U-образного излучателя смонтированы интенсификаторы теплообмена 5, обеспечивающие максимальное снижение температуры уходящих продуктов сгорания, а следовательно, максимальный кпд излучателя.
Способ обогрева инфракрасного U-образного излучателя (согласно принципиальной схеме на чертеже) реализуется следующим образом.
Учитывая невысокую температуру поверхности корпуса излучателя (400-500oС), равномерный нагрев его горелочной ветви 2 требует оптимального соотношения между первичным и вторичным воздухом в горелочном устройстве 1. В специальном эксперименте, проведенном в стендовых условиях на инфракрасном излучателе ИТ-50, была выявлена оптимальная величина первичного смешения воздуха с газом (α1) в горелке 1.
Согласно экспериментальным данным (таблица 1) при величине первичного смешения (α1) 0,1 и 0,3 наблюдался температурный перегрев корпуса на расстоянии соответственно 6,0 и 4,0 м от среза горелки. Температурный максимум обуславливает повышенный выход NOx, а малая величина первичного смешения вызывается в условиях общего невысокого нагрева корпуса излучателя недожог топлива.
При величине α1 = 0,5; 0,6 и 0,7 наблюдается равномерный нагрев корпуса (факел постепенно стабилизируется в пригорелочной зоне излучателя). Отсюда, достаточно равномерный нагрев горелочной ветви, невысокая эмиссия оксидов азота (105-120 мг/м3) и практически полный выжиг топлива.
При α1 = 0,8 (и более) фиксировалась перестабилизация факела непосредственно у среза горелки, чем и вызван перегрев горелочной ветви в этой зоне и высокая эмиссия NOx (250 мг/м3).
Таким образом, оптимальной величиной первичного смешения газа с воздухом выявлена α1 = 0,5-0,7.
Следующим этапом в эксперименте предполагалось определение требуемого коэффициента рециркуляции уходящих продуктов сгорания.
В отличие от прототипа, в котором рециркулянт попадает непосредственно в горящий факел, факел в предполагаемом способе отделен от рециркулируемого объема уходящих продуктов сгорания ограждающей промежуточной перегородкой 3. Благодаря этому обеспечивается надежное полное горение в факеле пригорелочной зоны. Необходимо было определить оптимальную величину объема рециркулянта. В таблице 2 приведены экспериментальные данные.
В эксперименте количество рециркулируемых уходящих продуктов сгорания изменялось от 10 до 60% от объема суммарной газовоздушной смеси. При значении этой величины 10 и 20% фиксировался перегрев поверхности ограждающей перегородки (величина α1 поддерживалась равной 0,6).
Оптимальной величиной согласно данным таблицы 2 признана величина 30-50%. В этом случае перегородка практически не перегревалась и недожог практически не фиксировался. При величине рециркулянта 60% и выше температура поверхности перегородки практически не превышала температуру корпуса в этой зоне, но появлялся заметный недожог (СО).
Экспериментально было также установлено, что длина промежуточной перегородки 3 должна быть равной 10-15 диаметров корпуса излучателя. При более короткой длине появляются следы недожога, а при длине более 15 диаметров корпуса появляется температурный минимум на корпусе.
Максимальная величина кпд излучателя (92-94%) достигается с помощью интенсификаторов теплообмена 5, устанавливаемых в уходящей ветви 4. Низкая температура уходящих продуктов сгорания (110-120oС) содействовала также надежной работе дымососа излучателя.
Планируется серийный выпуск инфракрасных U-образных излучателей, выполненных согласно заявленному изобретению. Эффективность автономного лучистого отопления производственных помещений состоит в экономии топлива на 30-50% по сравнению с традиционными конвективными способами отопления и в 2-3 раза по сравнению с централизованными источниками тепла.
Источники информации
1. Пат. Франции 2097321, кл. F 23 D 15/00, 1970.
1. Пат. Франции 2097321, кл. F 23 D 15/00, 1970.
2. А.с. СССР 1657870, кл. F 23 D 14/00, 1991.
3. Пат. РФ 2109212, кл. F 23 D 14/02, 1998.
Claims (3)
1. Способ обогрева инфракрасного U-образного излучателя, заключающийся в равномерном нагреве горелочной ветви, в том числе с помощью частичной рециркуляции уходящих продуктов сгорания в горящий факел, и максимальном использовании температурного потенциала продуктов сгорания в уходящей ветви, отличающийся тем, что коэффициент расхода первичного воздуха в газовоздушной смеси устанавливают равным 0,5-0,7, рециркуляцию уходящих продуктов сгорания выполняют в кольцевой зазор между корпусом излучателя и промежуточной перегородкой, при этом длину промежуточной перегородки выбирают равной 10-15 диаметрам корпуса излучателя.
2. Способ обогрева инфракрасного U-образного излучателя по п.1, отличающийся тем, что объем рециркулируемых уходящих продуктов сгорания устанавливают равным 30-50% от объема суммарной газо-воздушной смеси с помощью специального дроссельного регулирующего устройства.
3. Способ обогрева инфракрасного U-образного излучателя по п.1, отличающийся тем, что в уходящей ветви монтируют интенсификаторы теплообмена от потока уходящих продуктов сгорания к корпусу излучателя.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000123510/06A RU2220374C2 (ru) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Способ обогрева инфракрасного u-образного излучателя |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2000123510/06A RU2220374C2 (ru) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Способ обогрева инфракрасного u-образного излучателя |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2000123510A RU2000123510A (ru) | 2002-09-27 |
RU2220374C2 true RU2220374C2 (ru) | 2003-12-27 |
Family
ID=32065195
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2000123510/06A RU2220374C2 (ru) | 2000-09-13 | 2000-09-13 | Способ обогрева инфракрасного u-образного излучателя |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2220374C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105276582A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-01-27 | 四川华索自动化信息工程有限公司 | 三极管组合稳压缠绕式自控预热燃烧器 |
CN105299643A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-02-03 | 四川华索自动化信息工程有限公司 | 缠绕式自控预热燃烧器 |
-
2000
- 2000-09-13 RU RU2000123510/06A patent/RU2220374C2/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
ЕРИНОВ А.Е., СЕМЕРНИН А.М. Промышленные печи с радиационными трубами. - М.: МЕТАЛЛУРГИЯ, 1977, с.234-237. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105276582A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-01-27 | 四川华索自动化信息工程有限公司 | 三极管组合稳压缠绕式自控预热燃烧器 |
CN105299643A (zh) * | 2015-10-28 | 2016-02-03 | 四川华索自动化信息工程有限公司 | 缠绕式自控预热燃烧器 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6289851B1 (en) | Compact low-nox high-efficiency heating apparatus | |
KR101065667B1 (ko) | 촉매 또는 고온 옥시던트 없이 비화염 연소를 실현하기 위한 방법 및 장치 | |
US4318392A (en) | Catalytic gas-fired furnace system and method | |
CA2020334C (en) | Induced draft warm air furnace with radiant infrared burner | |
CA2131429A1 (en) | Process for heating an asphalt surface and apparatus therefor | |
WO1990002907A1 (en) | Method and apparatus for generating highly luminous flame | |
CA2104744A1 (en) | Combustion method and apparatus for reducing emission concentrations of nox and co | |
EP0195360A3 (en) | Atmospheric gas burner | |
CN214249581U (zh) | 燃烧器及其应用的燃气灶、低氮燃烧机、燃气热水器和燃气采暖热水炉 | |
GR3032185T3 (en) | Improvements in burners for water-heaters, bath-heathers or gas-fired boilers | |
RU2220374C2 (ru) | Способ обогрева инфракрасного u-образного излучателя | |
US4214869A (en) | Furnace with radiant burndown tube | |
US5248252A (en) | Enhanced radiant output burner | |
EP1271052B8 (fr) | Dispositif radiant à brûleur de gaz et recirculation avec production réduite d'oxydes d'azote | |
US4412523A (en) | Catalytic gas-fired furnace system and method | |
WO2022096021A1 (zh) | 燃烧器及其应用 | |
RU2347977C1 (ru) | Способ сжигания топлива | |
GB2223838A (en) | Boiler system | |
RU2137051C1 (ru) | Газовый воздухонагреватель | |
CN211176778U (zh) | 一种低氮燃烧装置 | |
CN209978354U (zh) | 一种降低氮氧化物排放的环保火排燃烧器 | |
SU663739A1 (ru) | Тупикова радиационна труба | |
SU1725021A1 (ru) | Горелка | |
RU2202735C1 (ru) | Газогорелочное устройство инфракрасного излучателя | |
JPS6347770B2 (ru) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20030914 |