ТЕПЛОГЕНЕРАТОР

Полезная модель относится к теплоэнергетическим устройствам, а именно, к мобильным обогревательным системам, предназначенным для воздушного отопления объектов производственного назначения, таких как нефтяные и газовые буровые вышки, газовые компрессорные станции, строительные площадки нефтепроводов, находящиеся в труднодоступных местах и сложных географических условиях при низких и сверхнизких температурах.
Известен теплогенератор [сведения о патенте на изобретение РФ №2379596; МПК: F24H 6/00 (2006.01); дата публикации: 20.01.2010], включающий вертикально ориентированный корпус с входом для подачи топлива и выходом для отработанных газов, включающий, по меньшей мере, три камеры: камеру горения в нижней части корпуса и расположенные над ней две камеры дожига, при этом камеры образованы горизонтально ориентированными перегородками, расположенными с зазором относительно стенок корпуса для прохода продуктов горения, блок регулируемой подачи воздуха, расположенный в нижней части камеры горения; блок подачи вторичного воздуха в камеру дожига, расположенную непосредственно над камерой горения, и выполненный с возможностью распределения воздуха по объему камеры; теплообменный блок, при этом все стенки корпуса выполнены двойными с внешней изоляцией.
Известен также теплогенератор [сведения о патенте на изобретение РФ №2386905; МПК: F24H 3/08 (2006.01); Р23J 11/00 (2006.01) дата публикации: 20.04.2010], содержащий корпус с отверстиями для входа и выхода нагреваемого воздуха и патрубком топливосжигающего устройства, размещенный внутри корпуса трубчатый дымовой канал, выполненный в виде теплообменных труб, снабженных с наружной стороны профилированными экранами и соединенных между собой калачами, и конвективный теплообменник с установленными теплообменными элементами, газораспределительными головками и дымовой трубой, причем конвективный теплообменник выполнен двухходовым, дымовой канал, первый и второй ходы конвективного теплообменника размещены последовательно вдоль корпуса теплогенератора, верхняя распределительная головка первого хода соединена с последней по ходу дымовых газов теплообменной трубой, отдельно расположенная верхняя распределительная головка второго хода соединена с дымовой трубой, единая для обоих ходов нижняя распределительная головка снабжена штуцером для отвода конденсата, а патрубок топливосжигающего устройства, первая по ходу дымовых газов теплообменная труба и примыкающий к ней калач снабжены фланцами.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемой полезной модели является теплогенератор [сведения о патенте на изобретение РФ №2376538; МПК: F26B 23/02 (2006.01), F24H 3/02 (2006.01), дата публикации: 20.12.2009], содержащий корпус, выполненный в виде двух цилиндров - наружного и внутреннего, установленных один внутри другого, при этом топочное пространство внутреннего цилиндра разделено на топки, и вентилятор поддува, при этом между двумя цилиндрами по спирали по всей длине и по всей окружности внутреннего цилиндра параллельно друг другу расположены теплообменные пластины, при этом топочное пространство внутреннего цилиндра разделено на топки перегородками, в которых выполнены отверстия для дымохода, а каждая топка снабжена топочной дверкой и дверкой поддува.
К недостатками данных теплогенераторов можно отнести их низкие к.п.д. и мобильность, недостаточную надежность, неприспособленность для многократных транспортировок, невозможность формирования модельного ряда изделий с различной производительностью тепла при минимальных издержках на конструктивные изменения.
Целью предлагаемой полезной модели является устранение указанных выше недостатков и увеличение межремонтных сроков теплогенераторов.
Поставленную цель достигают за счет того, что в теплогенераторе, содержащем корпус, с отверстиями для притока воздуха и выхода нагретого воздуха, соединенными, по меньшей мере, одним воздушным каналом, а также, по меньшей мере, одну нагревательную ступень, включающую топочную камеру с горелкой, теплообменник, размещенный преимущественно внутри воздушного канала и соединенный с дымогарной трубой, и, по меньшей мере, один вентилятор, его корпус выполнен в виде транспортного контейнера, а количество установленных нагревательных ступеней, совмещенных с воздушным каналом, определено в пределах от 2 до 5.
В зависимости от мощности теплогенератора в качестве транспортного контейнера может быть выбран десятифутовый, двадцатифутовый или сорокафутовый контейнер, снабженный техническими отверстиями и проемами.
Выход воздушного канала с нагретым воздухом снабжен выдувной решеткой или соединен с воздуховодом.
Топочное устройство и теплообменник теплогенератора выполнены из легированный жаропрочной стали.
Для нагнетания воздуха в систему применен прямоприводной вентилятор, снабженный лопаточными колесами.
Для повышения надежности функционирования теплогенератора при низких температурах поступающего для нагрева воздуха горелки нагревательных ступеней снабжены нагревательными элементами.
Приточный воздух может всасываться как снаружи, так и из обогреваемого помещения или из пространства внутри корпуса теплогенератора.
В этом случае, в отличие от предложенного варианта, между отверстием для приточного воздуха и входом, по меньшей мере, одного воздушного канала установлена смесительная емкость с отверстием, для подачи воздуха из отапливаемого помещения, при этом, по меньшей мере, одно из отверстий или оба отверстия для приточного воздуха и воздуха из отапливаемого помещения снабжены заслонками, установленными с возможностью их перемещения для изменения эффективных площадей данных отверстий или, по меньшей мере, одного отверстия
Также как и в предыдущем варианте, количество установленных нагревательные ступени, совмещенных с воздушным каналом, определено в пределах от 2 до 5; корпус теплогенератора выполнен в виде транспортного, контейнера, снабженного техническими отверстиями и проемами; по меньшей мере, одно отверстие для выхода нагретого воздуха снабжено либо выдувной решеткой, либо соединено с воздуховодом для выхода нагретого воздуха; топочное устройство и теплообменник теплогенератора выполнены из легированный жаропрочной стали; для нагнетания воздуха в систему применен прямоприводной вентилятор, снабженный лопаточными колесами; для повышения надежности функционирования теплогенератора при низких температурах поступающего для нагрева воздуха горелки нагревательных ступеней снабжены нагревательными элементами. При этом, по меньшей мере, одно из отверстий или оба отверстия для приточного воздуха и воздуха из отапливаемого помещения снабжены заслонками, установленными с возможностью их перемещения для изменения эффективных площадей данных отверстий или, по меньшей мере, одного отверстия.
Технические результаты и цель полезной модели достигают за счет конструкции теплогенератора, основанной на использовании транспортного контейнера, снабженного техническими отверстиями и проемами, в частности, для подвода топлива, электричества, установки контрольно-измерительного оборудования, и обеспечивающего требуемую мобильность и надежность при перемещениях. Выполнение топочного устройства и теплообменника из легированный жаропрочной стали, применение прямоприводного вентилятора с лопаточными колесами и подогрев горелок обеспечивают теплогенератору требуемые надежность и долговечность.
На фиг.1 показан общий вид теплогенератора.
На фиг.2 показана компоновочная схема теплогенератора, вид сбоку.
Теплогенератор содержит выполненный в виде транспортного контейнера корпус 1 с отверстиями для притока воздуха 2 и выхода нагретого воздуха 3, воздушный канал 4, вход 5 которого совмещен с отверстием для притока воздуха 2, вентилятор 6, установленный в воздушном канале 4, нагревательные ступени в количестве от 2 до 5, каждая из которых включает топочное устройство 7 с горелкой 8, теплообменник 9, размещенный, преимущественно, внутри воздушного канала 4 и соединенный с дымогарной трубой 10. Выход воздушного канала 4 с нагретым воздухом снабжен выдувной решеткой 11 и/или соединен с воздуховодом 12. Вентилятор 6 соединен с приводом 13 и снабжен лопаточным колесом 14. Горелки 8 снабжены нагревательными элементами 15.
Для обеспечения притока воздух как снаружи, так и из обогреваемого помещения и/или из пространства внутри корпуса теплогенератора, между отверстием 2 для приточного воздуха и входом 5 воздушного канала 4 установлена смесительная емкость 16 с отверстиями 17, для подачи воздуха из обогреваемого помещения и/или из пространства внутри корпуса 1 теплогенератора. Одно из отверстий 2 или 17 или оба отверстия 2 и 17 снабжены заслонками 18, установленными с возможностью их перемещения, например, типа «жалюзи», для обеспечения возможности изменения эффективных площадей и пропускных способностей отверстий, что необходимо для оптимизации работы теплогенератора.
Выполнение топочного устройства и теплообменника из легированный жаропрочной стали обеспечивает долговечность работы теплогенератора и исключает попадание продуктов сгорания в воздушный канал. Горелка топочного устройства выполнена с возможностью использования различных видов топлива: солярки, мазута или газа, а при понижении температуры внешнего воздуха до установленной величины предусмотрен ее подогрев.
Теплогенератор работает следующим образом.
Через отверстие 2, выполненное в корпусе 1 теплогенератора, наружный воздух посредством вентилятора 6 поступает на вход 5 воздушного канала 4, с размещенными в нем теплообменниками 9, входящими в состав нагревательных ступеней с топочными устройствами 7 и горелками 8. Сгоревшее топливо производит термическую энергию, которая через стенки теплообменника 9 передается приточному воздуху, подаваемому вентилятором 6. Продукты сгорания после прохождения теплообменника 9 поступают в дымогарную трубу 10 и удаляются за пределы теплогенератора. После прохождения через все теплообменники 9 нагретый воздух поступает на выдувную решетку 11 выхода воздушного канала 4 и/или воздуховод 12. Для увеличения температуры воздуха на входе 5 воздушного канала 4 в смесительной емкости 16 производят смешивание наружного, как правило, холодного воздуха, поступающего в нее через отверстие 2 в корпусе 1 теплогенератора, и подогретого воздуха, поступающего из обогреваемого помещения и/или из пространства внутри корпуса теплогенератора по воздуховода 12 через отверстие 17. Соотношение в смеси холодного и подогретого воздуха регулируют посредством заслонок 18. При отключении нагревательных ступеней устройство работает в режиме приточной вентиляции.
Использование предлагаемой полезной модели обеспечивает мобильность теплогенератора при перемещениях за счет использования транспортного контейнера в качестве его корпуса, эффективность его эксплуатации при температурах до минус 45°С за счет подогрева нагревательных элементов, экономичность за счет возможности управления потоками холодного и подогретого воздуха с использованием электронных измерительных элементов, а также безопасность, надежность, долговечность и экологичность за счет использования в корпусе теплогенератора газоанализаторов и применения в нагревательных ступенях легированной жаропрочной стали.