Теплогенератор универсальный мобильный

Название	Теплогенератор универсальный мобильный
Разработчик (Авторы)	Арсибеков Дмитрий Витальевич, Болтовский Андрей Витальевич, Карманчиков Александр Иванович, Кузнецов Николай Павлович, Ахмадуллин Ильдар Булатович
Вид объекта патентного права	Изобретение
Регистрационный номер	2792716
Дата регистрации	23.03.2023
Правообладатель	Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Удмуртский государственный университет"
Область применения (класс МПК)	F24H 1/00 (2006.01) F24H 1/06 (2006.01)
Медаль имени А.Нобеля

Описание изобретения

Изобретение относится к теплообменным устройствам для подогрева жидких или газообразных сред и может быть использовано в нефтегазовой и других отраслях промышленности, в качестве армейских мобильных теплогенераторов для подразделений МЧС и войск РХБ защиты.

Известен теплогенератор пульсирующего горения [1], включающий камеру сгорания, емкость для нагреваемого теплоносителя, смесительное устройство, сообщенное с патрубками подвода топлива и воздуха с двумя соответствующими ресиверами, обратными клапанами, патрубками отвода продуктов сгорания. Недостатком является сложность конструкции теплогенератора за счет необходимости обеспечения герметичности внутренних соединений, теплогенератор не является мобильным.

Известен также блок утилизатор-рекуператор попутного нефтяного газа [2] для нагрева хотя бы одного вида теплоносителя, содержащий металлический корпус (топка по описанию), установленное в нем универсальной горелки с одним каналом подачи топлива, а трубопровод для подачи и отвода теплоносителя (жидкого или газообразного), навитый вдоль внутренней поверхности кожуха (корпуса по описанию), окружающего корпус. Корпус является топкой открытого типа (нижний и верхний торцы не заглушены, устройство горелочное (УГ) установлено с образованием открытого радиального зазора между УГ и корпусом) для естественной тяги воздуха. Недостатками его являются: сложность монтажа трубы для подачи нагреваемого агента на внутренней поверхности кожуха; большие затраты при ремонте, требующем разборки устройства с полной заменой хотя бы одной сборочной детали (кожуха, корпуса топки, трубы для подачи теплоносителя); невозможность функционирования на нефтяных месторождениях с небольшими объемами добычи попутного нефтяного газа (ПНГ). Недостатком является и отсутствие мобильности теплогенератора.

Известен также теплогенератор [3], содержащий корпус с воздухосборниками и хотя бы одним смотровым отверстием, змеевик для теплоносителя, кожух змеевика, а также установленное в корпусе практически соосно устройство горелочное, содержащее канал подачи топлива и оголовок, выполненный с возможностью подключения к системе подачи топлива в горелочное устройство и системе подачи теплоносителя в змеевик. При этом, упомянутый змеевик установлен снаружи корпуса и закрыт упомянутым кодухом змеевика, в качестве горелочного устройства использовано горелочное устройство диффузионно-инжекционного типа, установленное с возможностью перемещения вдоль оси корпуса посредством регулирующего механизма, вокруг оголовка установлен кожух горелочного устройства с образованием радиальных зазоров между корпусом и горелочным устройством. При этом в упомянутый канал подачи топлива практически соосно установлен рассекатель с множеством форсуночных отверстий, а в корпусе выполнено хотя бы одно отверстие для гибкого соединения горелочного устройства с системой подачи топлива.

Недостатком устройства является сложность конструкции, отсутствие мероприятий по тепловой защите трактов устройства от продуктов сгорания топлива, отсутствие мобильности теплогенератора.

Наиболее близким аналогом предлагаемого технического решения является теплогенератор универсальный по патенту РФ на изобретение № 2615301 [4]. Теплогенератор универсальный содержит металлический корпус с установленным в нем с открытым радиальным зазором устройство горелочное с хотя бы одним каналом подачи топлива и трубопровод для подачи и отвода теплоносителя (жидкого или газообразного). При этом устройство горелочное является устройством диффузионно-инжекционного типа. Над устройством горелочным закреплено съемное теплообменное устройство, при этом корпус теплогенератора является составным и содержит установленный вокруг устройства горелочного кожух и основание. В основании установлен трубопровод для непосредственной передачи тепла дымовых газов от трубопровода теплоносителю. Изобретение должно обеспечить нагрев хотя бы одного вида теплоносителя, простоту и удобство при изготовлении, обслуживание и ремонте, обеспечивать эффективную утилизацию ПНГ любого состава.

Поскольку теплогенератор по патенту № 2615301 [4] является фактически сборно-разборной конструкцией, состоящей из горелочного устройства, теплообменника и вытяжной (дымовой) трубы, сам теплогенератор можно считать мало мобильным: в разобранном виде теплогенератор может быть доставлен к месту развертывания, где с помощью грузоподъемной техники производится сборка теплогенератора. Тем самым, именно сложность обеспечения мобильности теплогенератора является осносным недостатком теплогенератора - прототипа. Другим недостатком теплогенератора по патенту № 2615301 [4] является отсутствие в устройстве элементов тепловой защиты корпуса теплогенератора от высокотемпературных дымовых газов.

Эти недостатки могут быть устранены путем уменьшения количества сборно-разборных элементов теплогенератора до двух узлов (двух секций), соединенных друг с другом шарниром, а именно, топка - основание и дымовая труба с теплообменником. При этом, размещение топки-основания на транспортной базе, позволяет придать теплогенератору мобильность. При транспортировке теплогенератора дымовая труба с теплообменником должна быть зафиксирована в горизонтальном положении (походном положении). Для исключения использования при переводе теплогенератора из походного режима в рабочее состояние внешнего грузо-подъемного оборудования (подъемных кранов) в состав теплогенератора должен входить механизм, позволяющий вертикалировать и горизонтировать дымовую трубу. Для охлаждения дымовой трубы эффективно использовать воздушное охлаждение.

Сказанное поясняется схемами, приведенными на фиг.1, фиг.2, фиг.3. Так на фиг.1 приведена конструктивно – компоновочная схема предлагаемого модульного мобильного теплогенератора, где позициями обозначены следующие его составляющие: 1 – элементы транспортной базы; 2 – топка-основание; 3 – дымовая труба; 4 – теплообменный агрегат; 5 – шарнир; 6 – тяга; 7 – лебедка; 8,9 – упругие элементы; 10 – ложемент; 11 – стойка; 12 – горелочное устройство; 13 – шиберные окна; 14,15 – фланцы; 16 – кронштейн.

На фиг. 2 приведена конструктивно компоновочная схема узла вертикализации дымовой трубы теплогенератора, состоящий из четырех пружинных секций, где обозначены следующие позиции: 1 - элементы транспортной базы; 2 – топка-основание; 3 – дымовая труба; 17,18 – кронштейны; 19 – ось; 20 – траверса; 21, 23, 25, 27 – пружины; 22, 24, 26,28 – стаканы – пеналы.

На фиг. 3 представлена схема тангенциального подвода воздуха в рабочие полости теплогенератора – в топку – основание и пристеночную зону дымовой трубы. На фиг.3 обозначены следующие позиции: 29 - проем шиберного окна; 30, 31 – соответственно, верхняя и нижняя втулки; 32,33 – соответственно, верхняя и нижняя вилки; 34 - пластина-экран 37.

Таким образом, устройство (теплогенератор) состоит из транспортной базы, элементы которой на фиг.1 обозначены позицией 1. Сам теплогенератор состоит из топки-основания 2 и дымовой трубы 3 с теплообменником 4. Обе части теплогенератора связаны друг с другом шарниром 5. Поворот дымовой трубы 3 с теплообменником 4 относительно топки-основания 2 производится с помощью тяги 6 и лебедки 7. Для снижения величины силового воздействия при перемещении дымовой трубы 3 к ней прикреплены упругие элементы 8 и 9. Пружина 8 предназначена для компенсации силового момента от веса Р при начале поворота дымовой трубы 3 относительно шарнира (оси) 5 при переводе ее в походное положение. Пружина 9 компенсирует силовой момент, возникающий при повороте дымовой трубы 3 относительно точки О на угол больший, чем угол где D – диаметр дымовой трубы, L – координата точки приложения приведенной массы дымовой трубы 3 с теплообменником 4 (фиг.1). При этом, обе цилиндрические пружины имеют продольные оси, выполненные по дуге окружности соответствующих радиусов , по которым и происходит деформация пружин. Поскольку при повороте дымовой трубы 3 с теплообменником 4 относительно шарнира 5 величина опрокидывающего силового момента подчиняется закону синуса, а для обеспечения постоянства величины усилия, прикладываемого к дымовой трубе 3 от лебедки 7 посредством тяги (троса) 6, жесткость пружин 8 и 9 должна меняться по мере деформации пружин, чего можно добиться при переменной жесткости пружин по их длине. При угле дымовая труба 3 с теплообменником 4 базируется на ложементе 10, где фиксируется защелкой, неуказанной на фиг.1. Ложемент 10 установлен на стойке 11. В топке-основании 2 теплогенератора расположено (смонтировано) горелочное устройство, обозначенное позицией 12. В корпусе топки-основания 2 выполнены шиберные окна 13 для подвода воздуха в зону горения. В рабочем состоянии топка-основание 2 и дымовая труба 3 стыкуются друг с другом посредством соответствующих фланцев 14 и 15. При этом, на фланце 15 выполнен кронштейн 16 на котором закреплен один из концов пружины 8, а также на фланце 14 имеется защелка, непоказанная на фиг.1 для фиксации секций теплогенератора в вертикальной плоскости. На фиг.1 отдельной позицией не обозначен кронштейн вблизи среза дымовой трубы для крепления троса 6.

Как следует из схемы по фиг.1, пружины 8 и 9 предназначены для компенсации (парирования) от силы Р относительно точки О (фиг.1). Эти силовые моменты изменяются по закону синуса от угла . Поэтому, чтобы усилия, прилагаемые через трос 6 от лебедки 7 к дымовой трубе 3 были относительно невелики и по силам для одного человека (ручная лебедка), необходимо, чтобы усилия, возникающие в пружинах 8 и 9 должны также изменяться по закону синуса, но по схеме, приведенной на фиг.1 усилия будут пропорциональны углу поворота дымовой трубы 3. Поэтому парирование силового момента от веса дымовой трубы 3 с теплообменником 4, обеспечение закона парирования близкого к синсоиде можно обеспечить только ха счет функционального изменения жесткости пружин 9 и 8 по их длине, что технически выполнить сложно. Особенно сложно это сделать для пружины 9, ввиду значительно большей ее деформации по сравнению с деформацией пружины 8. Эти технические (технологические) сложности можно преодолеть, если пружины выполнить в виде последовательно соединенных друг с другом пружин с различными жесткостными характеристиками , где - порядковый номер соответствующего участка пружин. При этом, ввиду исполнения пружин с центральной осью по дуге окружности, такие пружины предрасположены к потере устойчивости в направлениях, как перпендикулярных плоскости, проходящей через продольную ось пружины, так и может проявляться в постоянстве значения кривизны для продольной оси пружины, т.е. к появлению местных потерь устойчивости. Для исключения возможности потери устойчивости пружин, их необходимо разместить в стаканах-пеналах, а в случае выполнения пружины в виде последовательно соединенных участков пружин с различными жесткостями, каждый из участков пружины целесообразно разместить в отдельном стакане-пенале. При этом, для обеспечения больших величин деформации пружин, в случае выполнения их в виде последовательно соединенных пружин, соответствующие стаканы-пеналы должны быть выполнены с возможностью телескопического соединения друг с другом.

С другой стороны, для повышения надежности проведения работ по переводу теплогенератора в походный или рабочий режим, для отсутствия возможных угловых перемещений дымовой трубы 3 с теплообменником 4 относительно оси OY, в конструкции теплогенератора необходимо использовать две пружины 9. С этой же целью шарнир 5 должны быть выполнен в виде оси, проходящей через две пары кронштейнов, соответствующим образом установленных на топке–основании 2 и дымовой трубе 3.

Схема конструктивно-компоновочного исполнения сказанного выше на примере четырех секций пружины 9 (фиг.1), приведена на фиг.2, где для каждой из секций пружины 9, как отмечено выше, дана своя позиция.

На фиг.2 позицией 1 обозначены элементы транспортной базы, предназначенной для перевозки (транспортировки) теплогенератора. На транспортной базе установлен теплогенератор, состоящий из двух основных узлов – топки-основания 2 и дымовой трубы 3, соединенные друг с другом посредством шарнира, выполненного из двух пар оппозитно установленных относительно плоскости поворота дымовой трубы 3, кронштейнов, установленных, соответственно, 17 на дымовой трубе 3 и 18 – на топке-основании 2. Через отверстия, выполненные в кронштейнах 17,18 проходит ось 19. Элементы 17,18,19 формируют шарнирный узел теплогенератора. Перпендикулярно плоскости перемещения дымовой трубы 1 на ее корпусе установлена траверса 20, которая предназначена для крепления к ней упругих элементов двух пружинных узлов, предназначенных для парирования силового момента, обусловленного перемещением точки приведения массы дымовой трубы 3. Каждый из узлов-компенсаторов силового момента состоит из последовательно соединенных секций с пружинами различной жесткости , где - индекс, соответствующий позиции той или иной пружины. Так пружина 21 одним своим концом крепится к траверсе 20, а другим концом к днищу стакана-пенала 22, а соответствующая жесткость пружины 21 равна . К днищу стакана-пенала 22 снаружи крепится пружина 23, второй конец которой прикреплен к днищу стакана-пенала 24 изнутри. При этом, жесткость пружины 23 равна , а диаметр (внутренний диаметр) пружины 23 позволяет перемещать стакан-пенал 22 внутри пружины 23. С наружной стороны днища стакана-пенала 24 закреплена пружина 25, другой конец которой закреплен на днище стакана-пенала 26, а жесткость пружины 25 равна . При этом, внутренний диаметр пружины 25 позволяет перемещать стакан-пенал 24 внутри пружины 25. Снаружи днища стакана-пенала 26 закреплен одним из своих концов пружина 27, с жесткостью . Второй конец пружины 27 закреплен на транспортной базе 1. Пружина 27 вложена в стакане-пенале 28, который закреплен на транспортной базе 1. При этом, внутренний диаметр пружины 27 позволяет внутри нее перемещать пенал 26 с пружиной 25.Значения жесткостных характеристик пружин в узлах парирования весового момента для отдельных пружин подчиняются следующему соотношению .

Предлагаемый теплогенератор мобильный имеет несколько характерных режимов работы.

1) Эксплуатационный. На этом режиме дымовая труба 3 (фиг.1) с теплообменником 4 своим фланцем 15 базируется на фланце 14 топки-основания 2, что фиксируется защелками, непоказанными на фиг.1. В качестве горелочного устройства для предлагаемого теплогенератора может быть использовано любое из известных устройств диффузионно-инжекционного типа, которые обеспечивают возможность эффективного (без вредных выбросов), устойчивого (без проскоков и отрывов пламени) сжигания газообразного топлива, в том числе попутного нефтяного газа с высоким содержанием негорючих газов даже при больших перепадах давления в системе подачи топлива и резких изменениях расхода газа на входе, требуют минимального регулирования лишь при розжиге и останове горения, работают без принудительной подачи воздуха для образования горючей смеси – только за счет естественного притока воздуха (либо естественной тягой воздуха, либо дополнительным подсосом воздуха струей газа). В качестве топлива в предлагаемом теплогенераторе может быть использовано и жидкое топливо, для сжигания которого могут быть использованы специальные горелки, в том числе универсальные, предназначенные для сжигания, как газообразной, так и жидкой фазы. К таким устройствам можно отнести горелки по патентам РФ на изобретения: № 2554684 (устройство горелочное), № 2522341 (горелка универсальная), патент РФ на полезную модель № 134288 (горелочное устройство), патент № 2441370 (горелка для сжигания газообразного и/или жидкого топлива).

Более подробное описание горелочных устройств не входит в цели настоящего изобретения.

Теплообменное устройство может быть представлено (выполнено) в виде змеевика вокруг дымовой трубы, высокотемпературные газы, проходящие через дымовую трубу, нагревают среду, проходящую через змеевик – воду, нефть и т.д. Однако более подробное описание теплообменного устройства не входит в цели настоящего изобретения.

При эксплуатационном режиме работы теплогенератора транспортная база, на которой он установлен, вывешена на опорах-консолях, непоказанных на фиг.1 и фиг.2. Тракты теплообменного устройства подключены к магистралям подачи и отвода рабочей среды. Так же к горелочному устройству подключены магистрали подачи топлива. Исходя из энергетических (теплотворных) характеристик топлива и стехиометрических соотношений выбирается расходная характеристика подаваемого в топку-основание воздуха. Расход регулируется открытием шиберных окон 13 (фиг.1). При этом, воздух подаваемый в топку, частично участвует в процессе окисления горючего, а частично поднимаются вверх по дымовой трубе 3 вместе с дымовыми газами. При организации движения воздуха вдоль внутренней поверхности дымовой трубы 3, этот поток воздуха снижает интенсивность теплового потока от дымовых газов к стенке дымовой трубы 5 и повышает теплостойкость стенок трубы. Для повышения равномерности воздушной тепловой защиты дымовой трубы, подачу воздуха в шиберные окна необходимо организовать в виде кольцевого вихря, для чего можно использовать, например, тангенциальный подвод с помощью тангенциально установленных на шиберных окнах патрубков, или путем установки в шиберных окнах пластин с возможностью регулирования углового положения пластины относительно касательной плоскости, как показано на фиг.3.

На фиг. 3 позицией 29 обозначен проем шиберного окна. Соосно с вертикальной осью шиберного окна на корпусе топки-основания установлены, соответственно верхняя 30 и нижняя 31 втулки, в которые вставлены оси вилок соответственно 32 и 33, в пазы которых вставлена пластина-экран 34, часть которой выведена за пределы корпуса теплогенератора, а часть расположена в полости топки –основания 2 (фиг.1). При этом, положение пластины-экрана относительно вилок фиксируется, например, винтовой парой, непоказанной на фиг.3. Поворачивая пластину – экран 34 относительно оси, проходящей через втулки 30 и 31, можно обеспечить необходимый угол установки пластины-экрана относительно касательной плоскости, проходящей через ось вращения осей втулок 32 и 33. Выбранное положение (угловое положение) пластины-экрана фиксируется парой винт-гайка для каждой из втулок 30 и 31, которые на фиг.3 не показаны. При этом плоскость пластины-экрана может быть спрофилирована так, чтобы интенсифицировать кольцевое движение подсасываемого воздуха, т.е. интенсифицировать его пристеночное восходящее кольцевое движение. Как следует из схемы, приведенной на фиг.3, поступление воздуха в топку-основание 2 (фиг.1) через шиберные окна 13 происходит по двум каналам – с наветренной стороны для пластины-экрана 34 (фиг.3), как показано на фиг.3, и с наветренной стороны, и именно для того, чтобы поджать этот второй поток к стенке топки-основания и выполняется профилирование пластины-экрана.

Таким образом, на рабочем режиме, режиме эксплуатации, происходит сжигание топлива в горелочном устройстве 12 (фиг.1) продуктами горения которого производится нагрев в теплообменном устройстве рабочей среды (воды, нефти и т.д.), которая после прохождения трактов теплообменного устройства поступает потребителям. При этом, для организации эффективного сжигания топлива и организации эффективного сжигания топлива и организации тепловой зашиты дымовой трубы 3 (фиг.1), через шиберные окна 13 осуществляется тангенциальный подвод воздуха, результатом чего будет вращательно-поступательное движение подводимого воздуха по тракту теплогенератора, в ходе которого происходит восходящее движение газо-дымовой смеси.

2. Режим останова теплогенератора и подготовки его к транспортировке состоит из следующих операций: прекращение подачи топлива в горелочное устройство; слив рабочей среды из трактов теплообменного устройства; отключение от теплогенератора подводящих и отводящих трактов; охлаждение узлов и агрегатов теплогенератора. После выполнения этих операций, снятия ветровых растяжек, закрепления вблизи среза дымовой трубы конца троса, теплогенератор готов к переводу его в транспортное положение. Далее убираются стяжные элементы, неуказанные на фиг.1, связывающие фланцы 14 и 15 и выбирается с помощью лебедки 7 прогиб троса 6. При достижении усилия, передаваемого тросом 6 дымовой трубе 3 величины , лежащем в интервале от 500 до 1000 Н, начинается проворот (поворот) в шарнире 5, а основную составляющую возвратного силового момента от веса дымовой трубы 3 с теплообменным устройством 4 парирует пружина сжатия 8, которая работает на свое раскрытие, в ходе которого усилие, прикладываемое к кронштейну 16, убывает по мере раскрытия пружины. В свою очередь, при повороте дымовой трубы 3 в шарнире 5 начинает сжиматься пружина 9 (фиг.1), создавая силовой момент, действующий на дымовую трубу 3. Для соблюдения допустимого диапазона силового воздействия на дымовую трубу 3, создаваемого лебедкой 7, исходя из простейших уравнений силового равновесия, можно подобрать координаты точек приложения силовых факторов (параметры L и Н), значения жесткостных характеристик пружин для всего диапазона изменения угла от 0 до 90⁰. При этом, как отмечалось выше, жесткость пружины 9 должна меняться от угла дымовой трубы, для этого целесообразно выполнить пружину 9 в виде последовательно соединенных пружин с различными жесткостями, как показано на фиг.2. Как следует из схемы, приведенной на фиг.2, таких пружин с кусочно-дискретными характеристиками жесткости (упругими характеристиками) в конструктивно-компоновочной схеме теплогенератора используется две, что позволяет предотвратить проворот дымовой трубы 3 (фиг.1) относительно продольной ее оси и уменьшить величину усилия, обусловленного силовым моментом от веса дымовой трубы 3 с теплообменником 4, приходящееся на одну пружину, что позволит снизить в два раза жесткости соответствующих участков пружины 9 (фиг.1) и повысить точность настройки узлов теплогенератора, участвующих в процессе перевода теплогенератора в походное (транспортное) положение. При вращении дымовой трубы 3 с теплообменником 4, механическим аналогом которой может быть взят стержень, вращающийся относительно шарнира 5 (фиг.1) или шарнирного узла, состоящего из элементов 17 - 19 (фиг.2), посредством траверсы 20 на дымовую трубу 3 оказывают силовое воздействие пружины 21, 23, 25, 27, значение которого по мере поворота дымовой трубы 3 и деформации пружин будет расти. При этом, в начале поворота дымовой трубы 3 наиболее сильному сжатию будет подвергаться пружина 21, хотя и остальные пружины будут также подвержены деформациям, но в меньшей степени. После выбора хода (длины) сжатия пружины 21, траверса 20 входит в контакт с торцом стакана-пенала 22, воздействуя на который осуществляется силовое воздействие на пружину 23, которая сжимается и внутрь ее входит стакан-пенал 22. После выбора величины сжатия пружины 23, соответствующего контакту траверсы 20 с торцом стакана-пенала 24, а далее посредством днища стакана-пенала 24 будет происходить сжатие пружины 25. Сжатие пружины будет происходить до контакта траверсы 20 с торцом стакана-пенала 26. Далее днищем стакана-пенала 26 производится деформация пружины 27, в которой стакан-пенал 23 входит внутрь пружины 27, которая сжимается в полости стакана-пенала 28. При достижении дымовой трубы 3 с теплообменником 4 горизонтального положения, труба 3 входит в контакт с ложементом 10 (фиг.1), происходит фиксация ее положения на ложементе защелкой, непоказанной на фиг.1 и фиг.2.

После фиксации положения дымовой трубы 3 с теплообменником в ложементе 10 производится снятие с транспортной базы опор, которые на фиг.1 и фмг.2 не показаны. После снятия силового воздействия лебедки 7 через трос 6 на дымовую трубу 3 с теплообменником 4 (фиг.1) теплогенератор готов к транспортировке.

3. Развертывание теплоогенератора на рабочей площадке и перевод его в рабочее положение.

После выбора площадки для развертывания теплогенератора проводится ее горизонтирование, выполнив которое, на площадку устанавливается транспортная база с теплогенератором, которая вывешивается на консольных опорах, по аналогии с тем, как вывешивается на подобных опорах подъемный кран. После этого дымовая труба 3 с теплообменником 4 готова к подъему. Для этого лебедкой 7 осуществляется натяг троса 6 до возможности открытия защелки, удерживающей дымовую трубу 3 с теплообменником 4на ложементе 10 (фиг.1). После открытия защелки, стравливая лебедкой 7 трос 6 за счет сил упругости, создаваемых пружиной 9 (фиг.1), а точнее пружинными элементами или пружинами 27,25,23,21 (фиг. 2) производится подъем трубы 3 с теплообменником 4 в вертикальное положение. При этом, пружины узла вертикализации (узла подъема-опускания) дымовой трубы работают в порядке, обратном процессу опускания (фиг.2).

При достижении дымовой трубой 3 с теплообменником 4 вертикального положения, после полного соприкосновения фланцев 14 и 15 (фиг. 1) производится фиксация фланцев ее положения специальной защелкой, которая не показана на фиг. 1 и фиг. 2. После вывешивания транспортной базы на опорах и установки на трубе ветровых растяжек, которые не показаны на фиг.1 и фиг.2, и подключения к теплогенератору подводящих и отводящих трубопроводов, он готов к работе.

Перед непосредственной эксплуатацией теплогенераторов необходимо провести его настройку, которая производится, исходя из ожидаемых рабочих характеристик теплогенератора (температура нагрева нагреваемой в теплогенераторе жидкости, производительность теплогенератора, исходя из энергетических параметров топлива). Эти параметры будут определять характеры подвода воздуха в полость теплогенератора, в частности, определяют угол установки пластин-экранов 34 (фиг. 3), обеспечивающего не только полноту сгорания топлива, но и тепловую защиту внутренней поверхности дымовой трубы 3. При этом, для увеличения поступления воздуха в зону горения вблизи осевой зоны, подача воздуха может быть дополнительно организована через отверстия, выполненные в днище топки-основания 2 (фиг.2).

Таким образом, предлагается конструктивно-компоновочная схема мобильного теплогенератора, состоящего из двух основных узлов, (двух секций) соединенных друг с другом посредством шарнира, позволяющим поворачивать эти узлы друг относительно друга в плоскости. Один из узлов теплогенератора является топочным узлом, расположенным в основании теплогенератора, а второй узел – дымовая труба с установленным на ней теплообменным устройством. Для снижения экологически вредного воздействия дымовых газов, производимых теплогенератором, на окружающую среду, необходимо увеличивать длину дымовой трубы, что усложняет задачу перебазирования (транспортировки) теплогенератора. Придание дымовой трубе горизонтального положения значительно повысит мобильность предлагаемого теплогенератора. Для подъема и опускания дымовой трубы в состав теплогенератора предлагается ввести механизм подъема ее в вертикальное и опускания в горизонтальное положение, в основе которого лежат пружинные элементы. А для организации эффективного сжигания топлива и нагрева рабочей среды в теплообменном устройстве, а также охлаждения дымовой трубы, организованы в теплогенераторе два потока подачи воздуха: один – через отверстия в днище топочного узла (топки-основания), а другой – тангенциальным подвода воздуха через шиберные окна в основании теплогенератора (в основании топочного узла).

В совокупности, перечисленные выше признаки теплогенератора являются новыми.

Список использованных источников

1. Патент РФ № 2454611, 27.06.2012, ОАО «Татнефть».

2. Патент на полезную модель № 118400. 20.07.2012.

3. Патент РФ на изобретение № 2591759. Теплогенератор / Д.В. Арсибеков, В.В. Короткий. МПК F 24 Н 1/00. Опубл. 20.07.2016. Бюл. № 20.

4. Патент РФ на изобретение № 2615301. Теплогенератор универсальный / В.В. Короткий. МПК F 24 H 1/06; F 24 H 1/14; F 24 H 3/08$ F 23 L 15/04. – Опубл. 04.04.2017, бюл. № 10.

Формула изобретения

Теплогенератор, состоящий из топочной секции, в которой установлено горелочное устройство с каналом подачи топлива, и секции, представляющей собой дымовую трубу с установленным на ней теплообменником с трубопроводом подвода теплоносителя, и выполненный с возможностью подключения к системе подачи топлива в горелочное устройство и к системе подачи и отвода теплоносителя в трубопровод, отличающийся тем, что для обеспечения мобильности теплогенератора он установлен на транспортной базе, а составляющие его секции соединены друг с другом посредством шарнирного узла, на дымовой трубе закреплены элементы двух пружинных узлов, предназначенных для компенсации силового момента от веса дымовой трубы при ее повороте, при этом при осуществлении поворота трубы в горизонтальное положение один из узлов работает на растяжение, а другой на сжатие, причем узел, работающий на сжатие, содержит два упругих элемента, состоящих из последовательно соединенных секций с пружинами различной жесткости; теплогенератор также содержит ложемент для фиксации дымовой трубы в горизонтальном положении; подвод воздуха в полость теплогенератора осуществляется тангенциально через шиберные окна, расположенные внизу топочной секции с экранами – пластинами, обеспечивающими вращательное и поступательное движение воздуха по трактам теплогенератора, и через выполненные в днище топочной секции отверстия.