УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ГАЗА

Заявляемая полезная модель «Устройство для сжигания газа» относится к энергетике и предназначена для полного сгорания газа, в том числе, для дожигания попутного нефтяного газа, выходящего вследствие добычи нефти в скважине и транспортировки нефти в нефтепроводе.
Известно устройство для дожигания попутного нефтяного газа (См. патент РФ на полезную модель №96932, МПК: F23D 14/22, Е21В 43/00. Опубл. 20.08.2010), которое содержит конусы, выполненные из тугоплавкого сплава, выдерживающего температуру свыше 1000°С, и имеющие диаметр верхней части конуса больше диаметра основания конуса, внутреннюю зеркальную поверхность, вырезы в стенках, и закрепленные на металлической раме так, чтобы между ними оставался зазор.
Недостатками данного изобретения являются низкие эксплуатационные возможности, недостаточный объем сжигания и высокая себестоимость.
Данный недостаток обусловлен тем, что для конструктивных металлических составляющих используется дорогой тугоплавкий металлический сплав, выдерживающий температуру до 1000°C а выполнение тугоплавких конструктивных составляющих с внутренней зеркальной поверхностью требует дорогостоящих сложных обработок с высокой себестоимостью, но при эксплуатации зеркальная поверхность очень быстро выгорает и выходит из строя, кроме того конструктивное выполнение устройства, содержащего составляющие элементы в виде конусов исключают полное сгорание попутного нефтяного газа, что способствует выбросу сажи и нефтепродуктов в атмосферу.
Наиболее близким по конструктивным признакам решением является, принятое за прототип устройство для сжигания попутного нефтяного газа (см патент РФ на изобретение №2194921, опубл. 20.02.2002, МПК F23D 14/66, F23K 5/20), которое содержит трубу для попутного нефтяного газа и трубу для выхода продуктов сгорания, камеру нагрева и поддувало, соединенные с камерой сгорания, содержащей электрод для воспламенения нефтяного попутного газа.
Недостатком данного изделия являются низкие эксплуатационные возможности и высокая себестоимость.
Данный недостаток обусловлен наличием в объекте-прототипе металлоемких конструктивных составляющих, таких как трубы, камера нагрева, поддувало, соединенных с камерой сгорания, что повышает его материалоемкость и себестоимость, одновременно снижая его эксплуатационные возможности.
Техническим результатом настоящей полезной модели «Устройство для сжигания газа» является снижение себестоимости при одновременном повышении эксплуатационных возможностей.
Поставленный технический результат достигается тем, что в известном устройстве для сжигания газа, содержащем камеру сгорания, согласно полезной модели, камера сгорания, выполненная в виде полого металлического корпуса с центральным сквозным каналом, оснащена, по меньшей мере, двумя стойками и представляет собой геометрическую фигуру, выполненную со спирально расположенными на боковых стенках щелями, причем полый корпус выполнен цилиндрическим или в виде усеченного конуса из термостойкой нержавеющей стали и/или металлокерамики, камера выполненная виде геометрическую фигуры со спирально расположенными щелями, выполнена из спирально навитой с образованием щелей металлической ленты, при этом нижнее основание полого корпуса, выполненного в виде усеченного конуса, имеет меньший диаметр «d» чем диаметр «D» верхнего основания, при отношении D/d=1,1-5,5.
Между отличительными признаками и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.
В отличие от аналогов и прототипа выполнение конструкции заявленного устройства для сжигания газа в виде камеры сгорания, которая представляет собой полый металлический корпус с центральным сквозным каналом, оснащена, по меньшей мере, двумя стойками и представляет собой геометрическую фигуру, выполненную со спирально расположенными на боковых стенках щелями, позволяет значительно снизить себестоимость конструкции устройства в целом, поскольку значительно снижается металлоемкость за счет выполняющих роль поддувала щелей, спирально расположенных на боковых стенках корпуса, а также за счет замены конструкции поддувала упомянутыми щелями, что, в свою очередь, повышает эксплуатационные возможности заявленного устройства для сжигания газа, поскольку увеличивается температура за счет концентрации пламени и его турбулентности за счет завихрений, и удлинение зоны горения и, соответственно степени сгорания газа, поскольку позволяет в достаточном количестве произвести подвод воздуха из окружающей среды к процессу горения газа, что обеспечивает его полное сгорание. Заявленное устройство, имеющее небольшую металлоемкость и материалоемкость, мобильно, легко перемещается в нужное место и положение (горизонтальное или вертикальное), что также повышает его эксплуатационные возможности. При эксплуатации заявленного устройства для сжигания газа выявлен дополнительный эффект - значительное снижение выброса в окружающую среду продуктов, полученных от процесса сжигания газа, за счет наличия спиралеобразных щелей, задерживающих сажу, микроскопическую пыль и шлаки, что снижает загрязнение окружающей среды, в отличие от известных устройств аналогичного назначения, в том числе аналога и прототипа, т.е. заявленное устройство обеспечивает экологическую чистоту окружающей среды.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявления источников, содержащих сведения об аналогах заявляемой полезной модели «Устройство для сжигания газа» позволил установить, что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными признакам заявляемой полезной модели «Устройство для сжигания газа», а определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле полезной модели.
Следовательно, заявленная полезная модель «Устройство для сжигания газа» соответствует критерию «новизна», согласно действующего законодательства.
Совокупность существенных признаков, характеризующих сущность заявляемого устройства для сжигания газа может быть многократно использована в производстве аналогичных устройств с получением технического результата, заключающегося в повышении эксплуатационных возможностей и снижения себестоимости, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели критерию «промышленная применимость».
Сущность заявляемой полезной модели «Устройство для сжигания газа» поясняется примером конкретного выполнения, где:
- на фиг.1 изображен общий вид устройства для сжигания газа, корпус которого выполнен в виде цилиндра (в аксанометрии);
- на фиг.2 изображен вид сверху в плане устройства для сжигания газа, корпус которого выполнен в виде цилиндра;
- на фиг.3 изображено устройство для сжигания газа, корпус которого выполнен в виде цилиндра, в вертикальном разрезе по А-А;
- на фиг.4 изображено устройство для сжигания газа, корпус которого выполнен в виде усеченного конуса.
- на фиг.5 изображено устройство для сжигания газа, корпус которого выполнен в виде усеченного конуса в разрезе по В-В.
Устройство для сжигания газа, в том числе попутного нефтяного газа, содержит камеру сгорания 1, с любым устройством для воспламенения газа, например в виде одной форсунки 2, расположенной вблизи оголовка пламени факела (на чертеже не показан. Камера сгорания 1 выполнена, в виде полого металлического корпуса 3 с центральным сквозным каналом 4. Камера сгорания жестко связана с тремя вертикальными металлическими стойками 5, нижние основания 6 которых закреплены, например, посредством анкеров, непосредственно, в грунте (на чертеже не показаны). Полый металлический корпус 3 с центральным сквозным каналом 4 представляет собой геометрическую фигуру в виде цилиндра, который выполнен со спирально расположенными в его боковых стенках 7 щелями 8. Полый металлический корпус 3 с центральным сквозным каналом 4, представляющий собой геометрическую фигуру в виде цилиндра, может быть выполнен из спирально сформированной с образованием щелей 8 металлической ленты 9. Полый металлический корпус 3 с центральным сквозным каналом 4 может быть также выполнен в виде усеченного конуса (фиг.4) из термостойкой нержавеющей стальной ленты 10, спирально сформированной с образованием щелей 11, при этом нижнее основание 12 полого в виде усеченного конуса корпуса 3 камеры сгорания 1 имеет меньший диаметр «d» чем диаметр «D» верхнего основания 13 при их отношении D/d=2,3.
Устройство для сжигания газа работает следующим образом.
На оголовок факела устанавливается заявляемое устройство для сжигания газа, пламя факела для сжигания попутного нефтяного газа располагается во внутренней части устройства для сжигания газа. Тепловая энергия, выделяющаяся при горении газа, проходит через верхние спирально сформированные щели 11. Теплота передается на расположенные у определенных вырезов теплообменники (на чертеже не показаны) нагревая теплоноситель. При горении воздух из атмосферы поступает в зону горения через спирально сформированные щели 11. В результате возникает тяга и усиливается процесс горения, а это, в свою очередь, повышает степень сгорания, в том числе попутного нефтяного газа, т.о. повышаются эксплуатационные возможности и сохраняется чистота окружающей среды.
Применение предложенной полезной модели «Устройство для сжигания газа» обеспечит его низкую себестоимость и материалоемкость и повышенные эксплуатационные возможности с сохранением чистоты окружающей среды.