КАТАЛИТИЧЕСКИЙ НАГРЕВАТЕЛЬНЫЙ ПРИБОР

Изобретение относится к приборам для местного отопления, использующим каталитическое (беспламенное) окисление углеводеродного топлива, и предназначено для обогрева бытовых, хозяйственных и производственных помещений, палаток, а также для подогрева пищи и сушки одежды.
Известен нагреватель (I), содержащий сребрённый корпус с вытяжной трубой, размещённую внутри корпуса горелку с каталитической кольцеобразной насадкой, расположенный над насадкой дефлектор, топливопровод и устройство запуска горелки; корпус выполнен с двойными стенками, между которыми по его периметру образован сквозной воздухонагревательный канал; высота корпуса в 2,5 f 4,0 раза больше высоты насадки; дефлектор выполнен в виде стакана из теплопроводного материала, обращённого дном к насадке и равного ей по диаметру; оребрение выполнено продольным на внешней поверхности внутренней стенки корпуса. Кроме того, устройство содержит соединённые с топливопроводом фитиль из пористого негорючего материала и подпитывающий элемент в виде перфорированной кольцевой трубки, резмещенной в средней по высоте зоне каталитической насадки.
Устройство обладает следующими недостатками. Конструкция устройства сложна в изготовлении и сборке из-за кольцеобразной формы каталитической насадки, наличия продольных ребер на внешней поверхности внутренней стенки корпуса, сложного приспособления для запуска устройства.
Устройство содержит корпус установленный в вен с зазором каталитический элемент с прямолинейной рабочей поверхностью, испаритель, приспособление для отвода продуктов сгорания; корпус образовав пластинами с теплоотражающей поверхностью, рассредоточенными по высоте каталитического элемента с образованием сквозных проёмов и установленными под углом 45° к его рабочей поверхности; устройство также содержит пусковые электронагреватели я топливный бачок, соединённый топливопроводом с регулятором подачи топлива, выполненным в виде закрепленной на кронштейне поплавковой камеры.
Недостатками устройства являются низкая теплоотдача, сложность процесса регулирования теплопроизводительности прибора путем изменения высоты установки поплавковой камеры, отсутствие автономности запуска устройства из-за необходимости наличия электроэнергии.
Кроме того, устройство предназначено для работы только на жидком топливе.
Предлагаемый каталитический нагревательный прибор решает задачу обеспечения универсальности за счет использования как жидкого, так и газообразного топлива, а также повышение теплорзводительности и обеспечения автономности работы.
Кроме того, прибор решает задачу снижения себестоимости устройства и повышения удобства эксплуатации.
Сущность предлагаемого технического решения заключается в том, что каталитический нагревательный прибор содержит корпус с газоотводящин патрубком, внутри которого установлены каталитический элемент и прямолинейной рабочей поверхностью и испаритель, расположенный внутри каталитического элемента; испаритель выполнен в виде нижней горизонтальной трубы, соединённой посредством вертикальной трубы с верхней горизонтальной трубой, к которой подсоединена горизонтальная труба-коллектор, соединенная с
газораспределительными трубками, имеющими газовыпускные отверстия , при этом внугери вертикальной трубы коакеиально расположена заглушенная труба с образованием кольцевого зазора, нижняя гориэонтальня труба снабжена штуцером для подсоединения топливопровода, труба-коллектор снабжена регулятором подачи газа; испаритель по периметру закрыт конструктивным элементом коробчатой формы с боковыми опорными поверхностями, к которым герметично прикреплен каталитический элемент; фронтальная и задняя стенки корпуса выполнены в виде шарнирно закрепленных крышек и установлены с возможностью их открытия.
Кроме того, стенки корпуса выполнены двойными с образованием зазора между внутренними и наружными стенками.
Новым в предлагаемом устройстве является то, что испаритель выполнен в виде нижней горизонтальной трубы, соединенной посредством вертикальной трубы с верхней горизонтальной трубой, к
которой подсоединена горизонтальная труба-коллектор, соединензнал с газораспределительными трубками, имеющими газовыяуШкные
отверстия, ери этом внутри вертикальной трубы коаксиально расположены заглушенная труба с образованием кольцевого зазора, нижняя горизонтальная труба снабжена штуцером для подсоединения топливопровода, труба-коллектор снабжена регулятором подачи газа; испаритель по периметру закрыт конструктивным элементом коробчатой формы с боковыми опорними поверхностями, к которым герметично прикреплен каталитический элемент, фронтальная и задняя стенки корпуса выполнены в виде шарнирно закрепленных крышек, установленных С возможностью их открытия.
Новым в устройстве является также то, что стенки корпуса выполнены двойными с образованием зазора между внутренними к наружными стенками. $
а также повышает безопасность использования прибора.
Газоотводящий патрубок служит для отвода продуктов каталитического окисления из отапливаемого помещения.
Каталитический элемент обеспечивает окисление углеводородного топлива, в результате которого происходит выделение лучистой тепловой энергии. При этом использевание каталитического элемента с прямолинейной рабочей поверхностью упрощает изготовление и сборку каталитического элемента, а также повышает его прочность.
Конструкция испарителя, который содержит нижнюю горизонтальную трубу, соединенную посредством вертикальной трубы с верх«нйй горизонтальной трубой, к которой подсоединена горизонтальная труба-коллектор, соединенная с газораспределительными трубками, имеющими гаэовыпускные отверстия, причем в вертикальной трубе коаксиально установлена заглушенная труба с образованием кольцевого зазора, обеспечивает равномерное распределение окисляющегося топлива по рабочей поверхности катализатора и позволяет использовать как газовое , так и жидкое углеводородное топливо. При работе на жидком топливе в кольцевом зазоре, образованном вертикальной трубой и коаксиально установленной в ней заглушенной трубой, происходит интенсивное образование паров жидкого топлива, поступающего в нижнюю горизонтальную трубу испарителя. Образующиеся пары топлива поднимаются вверх, поступают в трубу коллектор и газораспределительные трубки. Процесс каталитического окисления паров топлива, попадающих на каталитический элемент через газовыпускные отверетвяя, осуществляется в приборе аналогично процессу окисления газов при работе прибора на газовом топливе.
гавораепредвлителышв трубки.
Штуцер, установленный в нижней горизонтальной трубе, обеспечивает возможность подвода по теплопроводу газа или жидного топлива, при этой газовый баллон или топливный бак являются автономными и конструктивно не закреплены на корпусе прибора.
Конструктивный элемент коробчатой формы с боковыми опорными поверхностями закрывает испаритель по периметру и одновременно является элементом крепления пластин каталитического элемента. Тем самым обеспечивается герметизация рабочей о&ДОшв прибора. Рабочая полость с верхней, нижней и боковых сторон закрыта коробчатой конструкцией, а с фронтальной и задней стороны закрыта пластинами каталитического элемента, герметично прикрепленными к опорным поверхностям коробчатой конструкции. Такая конструкция препятствует поступлению несгоревших вредных продуктов реакции окисления в окружающее пространство, упрощает монтаж и повышает компактность прибора.
Выполнение фронтальной и задней стенок корпуса в виде шарнирно закрепленных крышек с возможностью их открытия обеспечивает отдачу лучистой тепловой энергии в окружающее пространство в процессе работы прибора. При этом крышки могут быть также установлены при необходимости в закрытое положение, например, при розжиге прибора.
Выполнение стенок корпуса двойными, состоящими из внутренних и наружных стенок, уменьшает температуру нагрева корпуса. Между двойными стенками образуется воздушный зазор, при этом внутренние стенки выполняют роль теплозащитных экранов. Это позволяет использовать более дешевые сорта металла для конструкции корпуса вместо использования дорогих теплостойких сортов или нанесения дополнительных теплостойких покрытий, и, кроме того, предохраняет разогрев корпуса до температуры, превышающей допустимую температуру эксплуатации.
На фиг.I представлена конструкция предлагаемого устройства - вид спереди.
На фиг.2 представлена конструкция предлагаемого устройства - вид сбоку.
Устройство содержит корпус I , стенки которого установлены на коробчатом основании 2 . Верхняя часть корпуса I выполнена в виде колпака с газоотводящим патрубком 3 . Стенки корпуса I выполнены двойными и состоят из внутренней 4 и наружной 5 стенок, между которыми образован зазор.
Внутри корпуса I расположены пластины б каталитического элемента с прямолинейной рабочей поверхностью. Пластины б изготовлены из носителя, например, кремнезема или каолинового волокна, пропитанного катализатором для глубокого окисления углеводородных топлив, изготовленным, например, на основе хромита кобальта или никеля.
Между пластинами б расположен испаритель 7 . Испаритель 7 содержит нижнюю горизонтальную трубу 8 , связанную посредством вертикальной трубы 9 с верхней горизонтальной трубой 10 , которая в свою очередь соединена с горизонтальной трубой-коллектором II посредством вертикальной трубки 12 и горизонтальной трубки 13 , при этом к трубе - коллектору II подсоединены I/-образные газораспределительные трубки 14 с газовыпускными отверстиями, расположенными на поверхностях трубок 14 , обращенных ; к внутренним поверхностям пластин б каталитического элемента.
В трубе 9 коаксиально установлена заглушенная труба 15 С образованием узкого кольцевого зазора 16 .
Труба 8 снабжена штуцером 17 для подсоединения теплопровода, например, гибкого шланга (на чертеже не показан). Штуцер 17 закреплен в основании 2 . В боковой части основания 2 имеется дополнительный штуцер 18 для удобства подсоединения
топливопровода и стационарного закрепления участка топливопровода, расположенного внутри основания 2 .
Труба-коллектор II снабжена регулятором 19 подачи rasa.
Испаритель 7 в сборе крепится в корпусе I посредством закрепленной в боковых стенках корпуса I горизонтальной трубы-коллектора II и закрепленного в основании 2 штуцера 17. Таким образом, осуществляется надежное закрепление испарителя 7 в трех точках корпуса I .
Испаритель 7 по периметру закрыт конструктивным элементом 20 с боковыми опорными поверхностями 21 . К опорным поверхностям 21 поджаты плоскими рамками 22 и герметично прикреплены крепежными элементами (на чертеже не показаны) пластины б каталитического элемента. В верхней части элемента 20 выполнено герметизированные проходные отверстия для пропускания вертикальной трубки 12 и горизонтальной трубы-коллектора II . Таким образом, образуется рабочая полость прибора, которая полностью герметизирована.
Фронтальная и задняя стенки корпуеа I закреплены на основании 2 с помощью шарнирных соединений 23 с возможностью открытия и установки стенок в горизонтальное положение. В вертикальном положении фронтальная и задняя стенки корпуса I фиксируются С помощью рукояток-фиксаторов 24 .
Стенки корпуса I установлены на основании 2 с образованием сквозных проемов 25 , через которые воздух из окружающего пространства поступает внутрь корпуса I и в зазор между двойными стенками корпуса I .
На основании 2 установлена ванночка 26 для начального розжига прибора.
f :
магистраль (на чертеже не показаны). При работе на жидком топливе к штуцеру 17 подсоединяют с помощью теплопровода топливный бак (на чертеже не показаны). Жидкое топливо самотеком по принципу сообщающихся сосудов поступает из бака в испаритель 7 заполняет трубу 8 и часть кольцевого зазвра 16 , при этом уровень топлива в испарителе 7 определяется уровнем топлива в топливном баке. Топливный бак устанавливается относительно корпуса I на такой высоте, чтобы уровень топлива в баке не превышал высоту заглушенной трубы 15 .
Осуществляют начальный розжиг прибора. В процессе розжига фронтальную и заднюю стенки (крышки) прибора устанавливают в закрытое положение с помощью рукояток-фиксаторов 24 . В ванночку 26 наливают небольшое количество жидкого топлива, поджигают фитиль и подносят пламя от фитиля к ванночке 26 и к нижней части пластин 6 каталитического элемента. В начальный момент времени на поверхности каталитического элемента происходит обычное пламенное горение, при этом осуществляется разогрев каталитического элемента до температуры начала каталитической реакции окисления. Закрытое положение стенок - крышек прибора способствует более интенсивному прогреву пластин 6 и испарителя 7 и предохраняет проникновение продуктов неполного сгорания топлива в помещение, а также предохраняет пламя рознига от потухания при работе прибора вне помещения.
По окончании розяига пламя спадает и начинается процесс беспламенного каталитического окисления. Стенки - крышки прибора открывают и устанавливают в горизюнаальное положение.
При работе на газовом топливе в испарителе 7 происходит подогрев поступающего по топливопроводу газа, подача его в рабочую полость через газовыпускные отверстия в трубках 14 и равномерное распределение газа по внутренней поверхности пластин 6 каталитического элемента. / .: . -  . ,. Газ проходит через поры носителя каталитического элемента, пропитанного катализатором, и активно окимяется кислородом воздуха, поступающего внутрь корпуса I через имеющиеся в нем сквозные проемы 25 . При этом выделяется лучистая тепловая энергия.
При работе на жидком топливе в процессе начального розжига прибора происходит предварительный нагрев пластин б каталитического элемента и начальное испарение топлива в зазоре 16 . Пары топлива поступают через газовьтпускные отверстия в трубках 14 испарителя 7 на внутреннюю поверхность пластин б , и начинается процесс каталитического окисления паров. После окончания розжига и выхода прибора на стационарный режим, тепловой поток, отдаваемый пластинами б каталитического элемента, активизирует процесс испарения топлива. Пары интенсивно испаряющегося жидкого топлива непрерывно поступают из испарителя 7 в рабочую полость, проходят через поры носителя каталитического элемента, пропитанного катализатором, и аналогичным образом, как углеводородсодержаций газ в случае использования газообразного топлива, активно окисляются кислорода воздуха с выделением лучистой тепловой энергии.
Образующиеся продукты каталитического окисления удаляются наружу с помощью газоотводящего патрубка 3 .
Регулирование теплопроизводительности прибора в процессе работы осуществляется с помощью регулятора 19, изменяющего площадь проходного сечения отверстия, через которое газ или пары топлива поступают в трубу-коллектор II .
Предлагаемый каталитический нагревательный прибор является универсальным, так как может работать как на жидком, так и на газообразном топливе.
/|f«V #T#3f
Кроме того, нагревательный прибор прост по конструкции, удобен в сборке, безопасен в эксплуатации, обладает высокой теплоотдачей, является автономным в работе.
Иетовдики известности:
1.а.с. СССР № 1778450, f 24 С 5/08, публ.1992 г.
2.а.с. СССР № II67406, Р 24 С 5/08, публ, 1985 г.
в.