RU2585331C1 - Air heater of mixing type, gas heat generator - Google Patents
Air heater of mixing type, gas heat generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2585331C1 RU2585331C1 RU2014152220/06A RU2014152220A RU2585331C1 RU 2585331 C1 RU2585331 C1 RU 2585331C1 RU 2014152220/06 A RU2014152220/06 A RU 2014152220/06A RU 2014152220 A RU2014152220 A RU 2014152220A RU 2585331 C1 RU2585331 C1 RU 2585331C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- chamber
- air
- gas
- combustion chamber
- combustion
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
- F24H—FLUID HEATERS, e.g. WATER OR AIR HEATERS, HAVING HEAT-GENERATING MEANS, e.g. HEAT PUMPS, IN GENERAL
- F24H3/00—Air heaters
Abstract
Description
Предлагаемое изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к газовым теплогенераторам с принудительной подачей воздуха, и может быть использовано для нагрева воздуха.The present invention relates to a power system, and in particular to gas heat generators with forced air supply, and can be used for heating air.
Техническим результатом изобретения является возможность регулировки мощности газового теплогенератора, снижение вредных выбросов, уменьшение потерь напора в воздушном тракте, снижение уровня шума, повышение надежности, упрощение конструкции и монтажа горелки.The technical result of the invention is the ability to adjust the power of the gas heat generator, reduce harmful emissions, reduce pressure losses in the air path, reduce noise, increase reliability, simplify the design and installation of the burner.
Газовый теплогенератор содержит цилиндрический корпус, внутри которого расположены две цилиндрические и две конические обечайки, расположенные коаксиально. Две конические обечайки образуют камеру сгорания. Корпус и первая внутренняя цилиндрическая обечайка образуют внешнюю воздушную камеру. Внутренняя цилиндрическая обечайка образует внутреннюю воздушную камеру. У ее входа расположены затворки шиберного устройства для регулирования воздушного потока. Обе конические обечайки приварены к кольцу, изготовленному из цельнотянутой трубы. К этой трубе подсоединена труба газопровода с газовой аппаратурой. В кольцевой трубе со стороны, расположенной между коническими обечайками, проделаны отверстия, по которым газ подается в пространство между обечайками. В стенках обечаек проделаны отверстия. Количество, расположение, размер и форма этих отверстий получены расчетным путем, подтвержденным проведенными экспериментами.The gas heat generator contains a cylindrical body, inside of which are two cylindrical and two conical shells located coaxially. Two conical shells form a combustion chamber. The housing and the first inner cylindrical shell form an external air chamber. The inner cylindrical shell forms an inner air chamber. At its entrance are the gates of the gate device for regulating the air flow. Both conical shells are welded to a ring made of a seamless pipe. A gas pipe with gas equipment is connected to this pipe. In the annular pipe from the side located between the conical shells, holes have been made through which gas is supplied into the space between the shells. Holes were made in the walls of the shells. The number, location, size and shape of these holes were obtained by calculation, confirmed by experiments.
Известна горелка (патент РФ №2052174 F23D 14/62), содержащая наружный диффузор, коаксиально расположенные в нем средний и внутренний диффузоры, образующие между собой конусный кольцевой топливный коллектор, к вершине которого подключен топливный патрубок, при этом наружный и средний диффузоры образуют между собой конфузорный, кольцевой, воздушный канал. Смеситель дополнительно снабжен наружным конфузором, основание которого сопряжено с основанием наружного диффузора, а внутри указанного диффузора коаксиально расположен внутренний конфузор, образующий с последним диффузорный кольцевой топливовоздушный канал. При этом основания среднего диффузора и внутреннего конфузора сопряжены между собой, а на участке стенки внутреннего диффузора, прилегающего к указанному месту сопряжения, выполнены отверстия, сообщающие кольцевой топливный коллектор с диффузорным топливовоздушным каналом под прямым углом, а наружный конфузор удерживает средний ребрами, выполненными в виде направляющих.Known burner (RF patent No. 2052174 F23D 14/62) containing an external diffuser, coaxially located in it the middle and inner diffusers, forming a conical annular fuel manifold, to the top of which a fuel pipe is connected, while the outer and middle diffusers form each other confuser, ring, air channel. The mixer is additionally equipped with an external confuser, the base of which is interfaced with the base of the external diffuser, and inside the specified diffuser an internal confuser is coaxially located, forming the diffuser ring air-fuel channel with the latter. At the same time, the bases of the middle diffuser and the internal confuser are interconnected, and holes are made on the wall portion of the internal diffuser adjacent to the indicated interface, communicating the annular fuel manifold with the diffuser air duct at a right angle, and the external confuser holds the middle with ribs made in the form guides.
Наиболее близкой к заявляемому газовому теплогенератору по совокупности существенных признаков является газовая горелка (патент РФ №2213299 F23D 14/20) с принудительной подачей воздуха, содержащая камеру для подвода воздуха, камеру для подачи газа, в торцовых стенках которой выполнен ряд оппозитно расположенных отверстий, смесительные трубки с кольцевым рядом отверстий в боковых стенках и жаровую трубу, согласно изобретению камера для подачи газа установлена между камерой для подвода воздуха и жаровой трубой с образованием кольцевого зазора между ее боковой цилиндрической стенкой и жаровой трубой, при этом смесительные трубки герметично установлены в отверстиях торцовых стенок камеры для подачи газа, в боковой цилиндрической стенке которой выполнен кольцевой ряд радиальных отверстий, а отверстия в боковых стенках смесительных трубок расположены внутри камеры для подачи газа.The closest to the claimed gas heat source for a combination of essential features is a gas burner (RF patent No. 2213299 F23D 14/20) with forced air supply, containing a chamber for supplying air, a chamber for supplying gas, in the end walls of which a number of opposed openings are made, mixing tubes with an annular row of holes in the side walls and a flame tube, according to the invention, a gas supply chamber is installed between the air supply chamber and the flame tube to form an annular gap between its side cylindrical wall and the flame tube, while the mixing tubes are hermetically installed in the holes in the end walls of the gas supply chamber, in the side cylindrical wall of which an annular row of radial holes is made, and the holes in the side walls of the mixing tubes are located inside the gas supply chamber.
Однако данная горелка очень чувствительна к перепадам давления газа и воздуха, возникает опасность или резкого увеличения содержания оксидов азота (NOx), или же затрудняется плавный розжиг горелки. Другим недостатком данной конструкции является сложность изготовления - большое количество сварных, герметичных швов, соединяющих детали, работающие при больших температурных градиентах, которые при длительной работе растрескиваются, при этом теряется герметичность газовой камеры и нарушается конструкционная целостность изделия.However, this burner is very sensitive to pressure differences between gas and air, there is a danger of a sharp increase in the content of nitrogen oxides (NO x ), or it is difficult to smoothly ignite the burner. Another disadvantage of this design is the manufacturing complexity - a large number of welded, sealed joints connecting parts that operate at high temperature gradients, which crack during prolonged operation, and the gas chamber is lost and the integrity of the product is impaired.
В предлагаемом устройстве постарались избежать указанных недостатков.The proposed device tried to avoid these disadvantages.
Воздухонагреватель содержит цилиндрический корпус (1), внутри которого расположены две цилиндрические (2), (3) и две конические (4), (5) обечайки, расположенные коаксиально. Две конические обечайки образуют камеру сгорания (14). Корпус и первая внутренняя цилиндрическая обечайка образуют внешнюю воздушную камеру (6). Две цилиндрические обечайки образуют воздушную камеру (8). На входе в камеру (8) размещается фильтрующая сетка (11) для предохранения камеры сгорания от попадания в нее посторонних частиц.The air heater contains a cylindrical body (1), inside of which are two cylindrical (2), (3) and two conical (4), (5) shells located coaxially. Two conical shells form a combustion chamber (14). The housing and the first inner cylindrical shell form an external air chamber (6). Two cylindrical shells form an air chamber (8). At the entrance to the chamber (8) a filter mesh (11) is placed to protect the combustion chamber from the ingress of foreign particles into it.
Внутренняя цилиндрическая обечайка образует внутреннюю воздушную камеру (7). У ее входа расположены затворки шиберного устройства (10) для регулирования воздушного потока. Пространство, образующееся коническими обечайками, является камерой сгорания (14). Угол раскрытия конуса α=4÷12°. Обе конические обечайки приварены к кольцу, изготовленному из цельнотянутой трубы (9), которая является газовой камерой. К этой трубе подсоединена труба газопровода с газовой аппаратурой (12). В кольцевой трубе со стороны, расположенной между коническим обечайками, проделаны отверстия (13) диаметром 1,5 мм, площадь отверстий в 3÷3,5 раза меньше площади отверстия в подводящем газовом патрубке. Через отверстия газ подается в камеру сгорания. В стенках обечаек проделаны отверстия (15), через которые в камеру поступает воздух. Диаметры отверстий от 2,5 мм до 5 мм. Общая площадь отверстий в 20÷30 раз больше площади отверстий для газа.The inner cylindrical shell forms an inner air chamber (7). At its entrance are the gates of the slide gate device (10) for regulating the air flow. The space formed by the conical shells is a combustion chamber (14). The cone opening angle α = 4 ÷ 12 °. Both conical shells are welded to a ring made of a seamless pipe (9), which is a gas chamber. A gas pipeline pipe with gas equipment (12) is connected to this pipe. In the annular pipe from the side located between the conical shells, holes (13) were made with a diameter of 1.5 mm, the area of the holes is 3 ÷ 3.5 times smaller than the area of the hole in the gas supply pipe. Through the holes, gas is supplied to the combustion chamber. Holes (15) were made in the walls of the shells, through which air enters the chamber. The diameters of the holes are from 2.5 mm to 5 mm. The total area of the holes is 20 ÷ 30 times the area of the holes for gas.
Камера сгорания, состоящая из двух расходящихся конических обечаек, приварена к газовой камере, цельнотянутой трубе, с помощью точечной сварки. Полученная конструкция не боится коробления при неравномерном нагреве ее отдельных частей.The combustion chamber, consisting of two diverging conical shells, is welded to the gas chamber, a seamless pipe, using spot welding. The resulting design is not afraid of warping during uneven heating of its individual parts.
Камера сгорания по условиям работы подвергается неравномерному нагреву, то есть сторона камеры, в которой проделаны отверстия, из которых выходит газ, находится в термической зоне при высокой температуре. Противоположная сторона газовой камеры нагревается до более низкой температуры, так как постоянно обдувается холодным воздухом. В результате возникает перепад температур, который ведет к неравномерному расширению металла камеры. Если камера сгорания выполнена из отдельных деталей сваркой, то сварка должна осуществляться сплошным герметичным швом по всей длине. Неравномерный нагрев камеры и соответственно расширение ведет к большим напряжениям в металле. Сварные швы в этих местах должны выполняться очень тщательно высококвалифицированными сварщиками, что не всегда возможно осуществить. Довольно большая протяженность этих швов ведет к увеличению сроков изготовления, удорожанию конструкции, к изготовлению ее в специальной оснастке. К тому же сварная конструкция по определению слабее цельного металла и соответственно срок службы у нее меньше.According to the operating conditions, the combustion chamber is subjected to uneven heating, that is, the side of the chamber in which the holes are made, from which the gas escapes, is in the thermal zone at high temperature. The opposite side of the gas chamber is heated to a lower temperature, as it is constantly blown with cold air. As a result, a temperature difference occurs, which leads to an uneven expansion of the chamber metal. If the combustion chamber is made of individual parts by welding, then welding should be carried out by a continuous tight seam along the entire length. Uneven heating of the chamber and, accordingly, expansion leads to high stresses in the metal. Welds in these places must be performed by very carefully qualified welders, which is not always possible. A rather large length of these seams leads to an increase in the production time, an increase in the cost of the structure, to its manufacture in special equipment. In addition, the welded structure is, by definition, weaker than solid metal and, accordingly, its service life is shorter.
Камера сгорания выполнена из двух конических обечаек, в которых проделаны отверстия для поступления внутрь камеры воздуха. Так как воздух поступает внутрь камеры через специальные отверстия, то добиваться герметичности в месте приварки этих обечаек к газовой камере (цельнотянутой трубе) нет необходимости, приток небольшого количества воздуха через неплотности в сварных швах не изменит сколь-нибудь существенно соотношение газ - воздух. В этом случае соединение деталей можно осуществить точечной сваркой и в результате избежать напряжений, возникающих при сварке непрерывным швом. Это упрощает и удешевляет изготовление горелки.The combustion chamber is made of two conical shells, in which holes are made for the intake of air into the chamber. Since air enters the chamber through special openings, there is no need to achieve tightness at the place of welding of these shells to the gas chamber (seamless pipe), the inflow of a small amount of air through leaks in the welds will not significantly change the gas-air ratio. In this case, the connection of the parts can be carried out by spot welding and, as a result, the stresses arising during welding with a continuous seam can be avoided. This simplifies and reduces the cost of burner manufacturing.
Конструкция камеры сгорания, выполненная из двух конических обечаек, позволяет воздуху попадать внутрь камеры без большого аэродинамического сопротивления. Воздух плавно попадает внутрь камеры, что снижает возникновение турбулентности потока на входе и уменьшает возникновение звуковых волн (шума). Струи воздуха, проходя через расположенные под углом конические обечайки, распространяются внутри камеры на большее расстояние, увеличивается интенсивность перемешивания газовых сред (внутренней - природный газ с поступающей извне - атмосферный воздух) и соответственно обеспечивается более полное сгорание на небольшом расстоянии.The design of the combustion chamber, made of two conical shells, allows air to enter the chamber without large aerodynamic drag. Air smoothly enters the chamber, which reduces the occurrence of turbulence in the inlet flow and reduces the occurrence of sound waves (noise). The air jets passing through the conical shells located at an angle spread over the inside of the chamber to a greater distance, the intensity of mixing of gas media (internal - natural gas from the outside - atmospheric air) increases and, accordingly, more complete combustion at a short distance is ensured.
Расположение отверстий на конических обечайках обеспечивает достаточное поступление атмосферного воздуха в камеру сгорания, необходимое для полного сгорания топлива, с одной стороны (незначительное образование CO и несгоревших углеводородов), а с другой, обеспечивает горение при не очень высоких температурах (до 1000°C), что не ведет к образованию значительного количества окислов азота (NOx).The location of the holes on the conical shells provides a sufficient supply of atmospheric air to the combustion chamber, necessary for complete combustion of the fuel, on the one hand (slight formation of CO and unburned hydrocarbons), and on the other hand, provides combustion at not very high temperatures (up to 1000 ° C), which does not lead to the formation of a significant amount of nitrogen oxides (NO x ).
Розжиг газогенератора осуществляется с помощью электрода розжига (16). Контроль пламени осуществляется датчиками контроля пламени (17).Ignition of the gas generator is carried out using the ignition electrode (16). Flame monitoring is carried out by flame monitoring sensors (17).
Воздухонагреватель работает следующим образом.The air heater operates as follows.
Запускается вентилятор, продувается газовая магистраль, на горелку подается газ и производится розжиг горелки. Регулируя угол раскрытия шибера, регулируется размер факела и степень избытка кислорода. Когда начинает прикрываться шибер, то давление в камере (7) за шибером падает, падает давление за всей горелкой и соответственно увеличивается перепад давлений между входом в теплогазогенератор и выходом из него, при неизменной скорости вращения вентилятора. В результате увеличивается скорость потока воздуха в камерах (6) и (8). Увеличившаяся скорость воздуха в камере (8) приводит к поступлению большего количества воздуха в камеру (14) через отверстия (15), что естественно приводит к изменению соотношения газ - воздух в камере сгорания (14). Регулируя это соотношение можно добиваться наиболее оптимальных условий для горения.The fan starts, the gas line is blown, gas is supplied to the burner and the burner is ignited. By adjusting the opening angle of the gate, the size of the torch and the degree of excess oxygen are regulated. When the gate starts to hide behind itself, the pressure in the chamber (7) behind the gate drops, the pressure behind the entire burner drops and, accordingly, the pressure differential between the inlet and outlet of the heat and gas generator increases, at a constant fan speed. As a result, the air flow rate in the chambers (6) and (8) increases. The increased air velocity in the chamber (8) leads to the flow of more air into the chamber (14) through the holes (15), which naturally leads to a change in the gas-air ratio in the combustion chamber (14). By adjusting this ratio, you can achieve the most optimal conditions for combustion.
Поворотом шиберной заслонки можно легко настраивать режим максимально полного сгорания при различных температурах наружного воздуха, увеличивая тем самым коэффициент теплового регулирования всего воздухонагревателя, при минимальном количестве образующихся вредных веществ: оксидов углерода (CО) и оксидов азота (NOx). Управление шиберной заслонкой может осуществляться как вручную, так и с помощью электропривода в автономном (безлюдном) варианте.By turning the shutter damper, it is easy to adjust the mode of maximum complete combustion at various outdoor temperatures, thereby increasing the thermal regulation coefficient of the entire heater, with a minimum amount of harmful substances formed: carbon oxides (CO) and nitrogen oxides (NO x ). The gate valve can be controlled either manually or with the help of an electric drive in an autonomous (unmanned) version.
Эффективность сжигания газа и интервал «чистого» горения увеличивается и не зависит от межсезонных колебаний уличной температурыThe efficiency of gas combustion and the interval of "clean" combustion increases and does not depend on inter-seasonal fluctuations in street temperature
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014152220/06A RU2585331C1 (en) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | Air heater of mixing type, gas heat generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2014152220/06A RU2585331C1 (en) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | Air heater of mixing type, gas heat generator |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2585331C1 true RU2585331C1 (en) | 2016-05-27 |
Family
ID=56096050
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2014152220/06A RU2585331C1 (en) | 2014-12-24 | 2014-12-24 | Air heater of mixing type, gas heat generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2585331C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2044220C1 (en) * | 1993-01-21 | 1995-09-20 | Гайстер Юрий Самуилович | Gas multi-torch burner |
RU2153129C2 (en) * | 1996-07-19 | 2000-07-20 | Бабкок-Хитати Кабусики Кайся | Burner and internal combustion device with burner |
RU2213299C1 (en) * | 2002-03-11 | 2003-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "КНПЦ" | Gas burner |
RU36315U1 (en) * | 2003-08-07 | 2004-03-10 | Закрытое акционерное общество "Электронно-вычислительные информационные и инструментальные системы" | Security system and monitoring of mobile objects |
-
2014
- 2014-12-24 RU RU2014152220/06A patent/RU2585331C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2044220C1 (en) * | 1993-01-21 | 1995-09-20 | Гайстер Юрий Самуилович | Gas multi-torch burner |
RU2153129C2 (en) * | 1996-07-19 | 2000-07-20 | Бабкок-Хитати Кабусики Кайся | Burner and internal combustion device with burner |
RU2213299C1 (en) * | 2002-03-11 | 2003-09-27 | Общество с ограниченной ответственностью "КНПЦ" | Gas burner |
RU36315U1 (en) * | 2003-08-07 | 2004-03-10 | Закрытое акционерное общество "Электронно-вычислительные информационные и инструментальные системы" | Security system and monitoring of mobile objects |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPS5826489B2 (en) | High momentum burner | |
CN208475323U (en) | One kind is based on natural-gas anaerobicization burning burner | |
CN111895410B (en) | Vector control gas low-nitrogen burner | |
RU2585331C1 (en) | Air heater of mixing type, gas heat generator | |
RU99596U1 (en) | BURNER | |
JP2017501309A (en) | Shaftless hot stove | |
RU129599U1 (en) | INFRARED RADIATION BURNER | |
KR101594209B1 (en) | Pilot | |
DE50309895D1 (en) | BURNERS, ESPECIALLY VENTURIBRENNER, WITH A COMBUSTIBLE TUBE | |
JP5458834B2 (en) | Multi-fuel burner device | |
CN213178331U (en) | Gas flow vector control device | |
CN210088853U (en) | Combustible gas burner | |
RU2616962C1 (en) | Heat generator combustion chamber | |
RU2621418C2 (en) | Pyrolysis boiler with the upper, layered combustion of fuel | |
RU148944U1 (en) | GAS BLOW BURNER | |
RU2817578C1 (en) | Annular combustion chamber of gas turbine engine | |
RU2012155764A (en) | DEVICE FOR RADIATION HEATING AND DESTRACTION OF THE ENVIRONMENTAL AIR | |
RU213218U1 (en) | MULTIPLE INJECTION BURNER | |
RU2216689C1 (en) | Burning facility | |
RU2169885C1 (en) | Igniter | |
RU2476779C1 (en) | Water heater | |
RU215037U1 (en) | Oil-gas burner with threaded channels for enhanced mixing | |
RU2817903C1 (en) | Multi-burner closed flare installation, method of gas combustion on this installation and device of burner of multi-burner closed flare installation | |
CN201827889U (en) | Preheated air wedge-shaped burner | |
RU79980U1 (en) | GAS STOVE |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161225 |