RU63495U1

RU63495U1 - GAS INFRARED HEATER

Info

Publication number: RU63495U1
Application number: RU2006119547/22U
Authority: RU
Inventors: Руслан Ревович Балохонов; Виктор Евгеньевич Панин; Владимир Васильевич Иванов; Людмила Александровна Корниенко; Сергей Иванович Галанов; Ольга Ивановна Сидорова
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "Новые технологии"
Priority date: 2006-06-06
Filing date: 2006-06-06
Publication date: 2007-05-27

Abstract

Полезная модель относится к области теплотехники, а конкретно, к климатическому оборудованию, к конструкциям систем лучистого газового отопления помещений инфракрасным излучением и может быть использовано для обогрева больших помещений, например, промышленных цехов, магазинов, спортивных сооружений, строительных площадок, выставочных павильонов, ангаров, складов, помещений сельскохозяйственного назначения и т.п.The utility model relates to the field of heat engineering, and specifically to climate equipment, to the designs of radiant gas heating systems by infrared radiation and can be used to heat large rooms, for example, industrial workshops, shops, sports facilities, construction sites, exhibition halls, hangars, warehouses, agricultural premises, etc.

Задачей, решаемой предлагаемой полезной моделью, является создание газового инфракрасного нагревателя, обеспечивающего экологическую чистоту окружающей среды, а также обеспечивающего возможность варьирования мощностью горелки без радикальных изменений конструкции в целом.The problem solved by the proposed utility model is the creation of a gas infrared heater that ensures an environmentally friendly environment, as well as the possibility of varying the burner power without radical changes in the design as a whole.

Технический результат достигается при осуществлении заявляемого технического решения за счет установки в излучателе нагревателя, по крайней мере, одного каталитического элемента, а также за счет вынесения вентилятора из камеры горения и установления его на основании камеры горения.The technical result is achieved by the implementation of the claimed technical solution by installing at least one catalytic element in the heater emitter, as well as by removing the fan from the combustion chamber and installing it on the basis of the combustion chamber.

Применение каталитического элемента позволяет снизить необходимый воздухообмен в помещении в 2-3 раза по сравнению с прототипом, и уменьшить энергозатраты.The use of a catalytic element allows to reduce the necessary air exchange in the room by 2-3 times compared with the prototype, and to reduce energy consumption.

Description

Инфракрасные излучатели (ИК) предназначены для интенсификации процессов тепловой обработки материалов, отопления. Преимущество ИК-излучателей по сравнению с нагревателями конвективного типа состоит в том, что при лучистом теплообмене все излученное тепло сразу передается непосредственно нагреваемому телу, пространству. Тепловой поток при лучистом теплообмене в десятки раз выше, чем при конвективном, что позволяет уменьшать габариты установок и потери тепла с продуктами горения при тех же тепловых нагрузках.Infrared emitters (IR) are designed to intensify the processes of heat treatment of materials, heating. The advantage of infrared emitters compared to convective heaters is that with radiant heat transfer all the radiated heat is immediately transferred directly to the heated body, space. The heat flux during radiant heat transfer is tens of times higher than for convective heat, which makes it possible to reduce the dimensions of plants and heat loss with combustion products under the same heat loads.

В настоящее время широкое распространение получали так называемые "темные" газовые инфракрасные излучатели, способные генерировать безвредное для человеческого организма излучение. На их основе создано множество систем лучистого отопления крупных помещений.Currently, the so-called "dark" gas infrared emitters are capable of generating radiation that is harmless to the human body. On their basis, many radiant heating systems for large rooms have been created.

Известен газовый инфракрасный излучатель, включающий радиационную трубу, на одном конце которой установлена горелка, снабженная каналами подачи газа и воздуха, а на другом конце размещен вентилятор, полость, ограничивающую область, внутри которой расположена радиационная труба, и состоящую из отражателя и соединенного с ним посредством дна экрана, причем один торец полости выполнен с возможностью забора воздуха из окружающей среды, полость соединена посредством воздуховода с каналом подачи воздуха в горелку, а в дне полости выполнены отверстия, расположенные равномерно по всей ее длине [RU 2244874 С2, 2005].A gas infrared emitter is known, including a radiation pipe, at one end of which there is a burner equipped with gas and air supply channels, and at the other end there is a fan, a cavity defining a region inside which the radiation pipe is located, and consisting of a reflector and connected to it by the bottom of the screen, and one end of the cavity is made with the possibility of air intake from the environment, the cavity is connected via an air duct to the air supply channel to the burner, and about holes that are evenly distributed over its entire length [RU 2244874 C2, 2005].

К недостаткам излучателя можно отнести то, что при такой установке лопатки вентилятора и сам вентилятор подвержены тепловым нагрузкам, что весьма нежелательно.The disadvantages of the emitter include the fact that with such an installation, the fan blades and the fan itself are subject to thermal loads, which is very undesirable.

Известны также газовые инфракрасные излучатели [см. рекламные проспекты фирм-производителей], рассматриваемые в качестве аналогов. Это: обогреватели инфракрасные газовые (ИКНГ) - продукция компании «ИЖЗАВОД», промышленные газовые обогреватели производства «SCHULTE» (Германия), «KUBLER» (Германия), «SYSTEMA» (Италия), «МАНДИК» (Чехия), «RG Roberts Gordon» (США), «FRACCARO» (Франция), излучатель газовый инфракрасный «темный» производитель- компания «Сибшванк».Also known are gas infrared emitters [see brochures of manufacturers], considered as analogues. These are: infrared gas heaters (IKNG) - IZHZAVOD products, industrial gas heaters manufactured by SCHULTE (Germany), KUBLER (Germany), SYSTEMA (Italy), MANDIK (Czech Republic), RG Roberts Gordon ”(USA),“ FRACCARO ”(France), gas infrared emitter“ dark ”manufacturer - Sibshvank company.

Конструкция излучателя инфракрасного газового компании «Сибшванк» взята за прототип, его принципиальная схема включает камеру горения, содержащую блок автоматики, газовый клапан, вентилятор, форсунку, а также излучатель и отражатель.The design of the emitter of the Sibshvank infrared gas company is taken as a prototype; its circuit diagram includes a combustion chamber containing an automation unit, a gas valve, a fan, a nozzle, as well as an emitter and a reflector.

Конструкцию отличает повышенный уровень загрязнений среды выхлопными газами и то, что вентилятор нагнетателя воздуха в конструкции «Сибшванк» установлен в одном корпусе с системой управления (автоматикой), что затрудняет ремонтопригодность и модернизацию всей горелки.The design is distinguished by an increased level of environmental pollution by exhaust gases and the fact that the air blower fan in the Sibshvank design is installed in one housing with a control system (automation), which complicates the maintainability and modernization of the entire burner.

Поставленная задача решается, как и в известном техническом решении, тем, что газовый инфракрасный нагреватель включает вентилятор и камеру горения, содержащую блок автоматики, газовый клапан, форсунку, а также излучатель с отражателем.The problem is solved, as in the well-known technical solution, in that the gas infrared heater includes a fan and a combustion chamber containing an automation unit, a gas valve, a nozzle, and a radiator with a reflector.

Новым является то, что в излучателе установлен, по крайней мере, один каталитический элемент, кроме того, вентилятор вынесен из камеры горения и установлен на ее основании с возможностью свободного к нему доступа.What is new is that at least one catalytic element is installed in the emitter, in addition, the fan is removed from the combustion chamber and installed on its base with the possibility of free access to it.

Кроме того, каталитический элемент выполнен в виде набора сеток толщиной 0.1-0.2 м, предпочтительно, 0.15 м.In addition, the catalytic element is made in the form of a set of grids with a thickness of 0.1-0.2 m, preferably 0.15 m

Кроме того, живое сечение сеток составляет 0.4-0.5.In addition, the live section of the grids is 0.4-0.5.

Кроме того, сетка каталитического элемента представляет собой металлическую основу, выполненную из стали или нихрома, с покрытием.In addition, the mesh of the catalytic element is a metal base made of steel or nichrome, with a coating.

Кроме того, покрытие сетки каталитического элемента имеет оксидно-шпинельную структуру, сочетающую в себе оксиды следующих элементов: цинка, меди, кобальта, железа.In addition, the coating of the grid of the catalytic element has an oxide-spinel structure, combining the oxides of the following elements: zinc, copper, cobalt, iron.

Кроме того, покрытие сетки каталитического элемента составляет 5-20 масс.% от металлической основы, предпочтительно, 7-10 масс.%In addition, the grid coverage of the catalytic element is 5-20 wt.% From the metal base, preferably 7-10 wt.%

Кроме того, каталитический элемент установлен в излучателе на расстоянии не более 1 м от форсунки, предпочтительно, 0.5 м.In addition, the catalytic element is installed in the emitter at a distance of not more than 1 m from the nozzle, preferably 0.5 m.

Кроме того, в конце излучателя дополнительно установлен второй каталитический элемент.In addition, a second catalytic element is additionally installed at the end of the emitter.

Кроме того, излучатель выполнен в виде прямой или U-образной тонкостенной трубы.In addition, the emitter is made in the form of a straight or U-shaped thin-walled pipe.

Кроме того, отражатель выполнен из алюминия.In addition, the reflector is made of aluminum.

Добавление к конструкции газового инфракрасного нагревателя каталитического элемента, а именно введение его в излучатель приводит к снижению уровня загрязнения среды выхлопными газами за счет снижения концентрации окислов азота и углерода в 1.5-2.0 раза от ПДК.The addition of a catalytic element to the design of a gas infrared heater, namely, its introduction into the emitter, leads to a decrease in the level of environmental pollution by exhaust gases due to a decrease in the concentration of nitrogen and carbon oxides by a factor of 1.5-2.0 from MPC.

Вынесение вентилятора из камеры горения и установление его на ее основании дает возможность варьирования мощностью вентилятора и как следствие варьирование мощностью горелки без радикальных изменений конструкции в целом. Вынесение вентилятора приводит к тому, что воздушный поток претерпевает минимальное сопротивление при достижении форсунки, что резко снижает турбулентность воздушного потока, что в конечном итоге сказывается на лучшем формировании длины факела.Removing the fan from the combustion chamber and installing it on its basis makes it possible to vary the power of the fan and, as a consequence, vary the power of the burner without radical changes in the design as a whole. The removal of the fan leads to the fact that the air flow undergoes minimal resistance when reaching the nozzle, which sharply reduces the turbulence of the air flow, which ultimately affects the best formation of the length of the torch.

На фиг. представлена принципиальная схема газового инфракрасного нагревателя.In FIG. presents a schematic diagram of a gas infrared heater.

Газовый инфракрасный нагреватель включает камеру горения 1, содержащую блок автоматики 2, газовый клапан 3, вентилятор 4, форсунку 5, а также излучатель 6 с отражателем 7. В излучателе 6 на расстоянии не более 1 м от форсунки, предпочтительно, 0.5 м, установлен каталитический элемент 8.A gas infrared heater includes a combustion chamber 1, which contains an automation unit 2, a gas valve 3, a fan 4, a nozzle 5, and a radiator 6 with a reflector 7. In the emitter 6 at a distance of not more than 1 m from the nozzle, preferably 0.5 m, a catalytic element 8.

Каталитический элемент 8 выполнен в виде набора сеток толщиной 0.1-0.2 м, предпочтительно 0.15 м. Диаметр каталитического элемента определяется мощностными характеристиками горелки. Сетка представляет собой металлическую основу из нихрома или стали 8Х12Н, на которую нанесено вышеуказанное оксидное покрытие. Покрытие сетки имеет оксидно-шпинельную структуру, сочетающую в себе оксиды следующих элементов: цинка, меди, кобальта, железа и составляет 5-20 масс.%The catalytic element 8 is made in the form of a set of grids 0.1-0.2 m thick, preferably 0.15 m. The diameter of the catalytic element is determined by the power characteristics of the burner. The grid is a metal base of nichrome or 8X12H steel, on which the above oxide coating is applied. The grid coating has an oxide-spinel structure, combining the oxides of the following elements: zinc, copper, cobalt, iron and is 5-20 wt.%

от металлической основы, предпочтительно, 7-10 масс.%. Живое сечение сеток составляет 0.4-0.5. Второй каталитический элемент может быть дополнительно установлен в конце излучателя. Излучатель может быть выполнен в виде прямой или U-образной тонкостенной трубы. Отражатель выполнен из алюминия.from a metal base, preferably 7-10 wt.%. The live section of the grids is 0.4-0.5. The second catalytic element may be further installed at the end of the emitter. The emitter can be made in the form of a straight or U-shaped thin-walled pipe. The reflector is made of aluminum.

Работает газовый инфракрасный нагреватель следующим образом. Работа газового инфракрасного нагревателя начинается с открывания газового вентиля общей системы газоподвода и подаче сетевого напряжения. Блок автоматики осуществляет продувку излучателя в течение запрограммированного промежутка времени (при этом горит зеленый индикатор). Затем включается высокое напряжение розжига (порядка 7-10 кВ) и открывается газовый клапан (загорается красная лампочка). Газ с низким давлением Р=1.3 кПа через газовый клапан 3 подается в форсунку 5, где смешивается с воздухом, нагнетаемым вентилятором 4. Проходя через керамическую плитку-сетку, воздушно-газовая смесь разбивается на мелкие струи, которые поджигаются устройством воспламенения, например, запальником (на фиг. не показаны), т.е. происходит розжиг газовой смеси (время обусловлено программой). Так как скорость движения воздушно-газовой смеси более чем на порядок превышает нормальную скорость распространения пламени, то горение образуется в слое смешения струи, истекающей из горелки частичного смешения, и потоком воздуха, подсасываемым этой струей. Оба потока движутся в одном направлении, вследствие чего замедляется скорость смешения потоков, а длина пламени увеличивается. Постепенное смешение и постепенное сгорание по длине излучателя 6 дает возможность избежать зон локального перегрева трубы излучателя 6, получить равномерную температуру нагрева на большей длине (до температур порядка 350-400°С). Отражатель направляет излучение от разогретой трубы излучателя в нужном направлении. Выхлоп из излучателя 6 (через адаптер) может осуществляться непосредственно в помещение за счет снижения концентрации окислов ниже ПДК, либо через систему отвода отработанных газов.The gas infrared heater operates as follows. The work of a gas infrared heater begins with the opening of the gas valve of the common gas supply system and the supply of mains voltage. The automation unit purges the emitter for a programmed period of time (the green indicator is on). Then, the high ignition voltage is turned on (about 7-10 kV) and the gas valve opens (a red light comes on). Gas with a low pressure P = 1.3 kPa through a gas valve 3 is fed into a nozzle 5, where it is mixed with air pumped by a fan 4. Passing through a ceramic tile-mesh, the air-gas mixture is divided into small jets that are ignited by an ignition device, for example, a pilot (not shown in FIG.), i.e. the gas mixture is ignited (time is determined by the program). Since the speed of movement of the air-gas mixture is more than an order of magnitude higher than the normal speed of flame propagation, combustion is formed in the mixing layer of the jet flowing out of the partial mixing burner and the air flow sucked by this jet. Both flows move in the same direction, as a result of which the mixing rate of the flows slows down, and the flame length increases. Gradual mixing and gradual combustion along the length of the emitter 6 makes it possible to avoid zones of local overheating of the pipe of the emitter 6, to obtain a uniform heating temperature over a greater length (up to temperatures of the order of 350-400 ° C). The reflector directs the radiation from the heated tube of the emitter in the desired direction. The exhaust from the emitter 6 (through the adapter) can be carried out directly into the room by reducing the concentration of oxides below the maximum permissible concentration, or through the exhaust system.

Claims

1. Gas infrared heater, including a fan and a combustion chamber containing an automation unit, a gas valve, a nozzle, and a radiator with a reflector, characterized in that at least one catalytic element is additionally installed in the radiator, in addition, the fan is removed from combustion chamber and installed on its base with the possibility of free access to it.

2. The heater according to claim 1, characterized in that the catalytic element is made in the form of a set of grids with a thickness of 0.1-0.2 m, preferably 0.15 m

3. The heater according to claim 2, characterized in that the living cross-section of the nets is 0.4-0.5.

4. The heater according to claim 2 or 3, characterized in that the grid of the catalytic element is a metal base made, for example, of steel or nichrome, with a coating.

5. The heater according to claim 4, characterized in that the coating of the grid of the catalytic element has an oxide-spinel structure, combining the oxides of the following elements: zinc, copper, cobalt, iron.

6. The heater according to claim 4, characterized in that the coating of the grid of the catalytic element is 5-20 wt.% From the metal base, preferably 7-10 wt.%.

7. The heater according to claim 1, characterized in that the catalytic element is installed in the emitter at a distance of not more than 1 m from the nozzle, preferably 0.5 m

8. The heater according to claim 1, characterized in that at the end of the emitter is additionally installed a second catalytic element.

9. The heater according to claim 1, characterized in that the emitter is made in the form of a straight or U-shaped thin-walled pipe.

10. The heater according to claim 1, characterized in that the reflector is made of aluminum.