Патент на винахід №2291353
Адреса для листування: 620027, м. Єкатеринбург, вул. Східна, 6, Уральська ТПП ЦІС
(72) Автор(и): Харітонів Олег Юрійович (RU)
(73) Патентовласник(и): Харітонів Олег Юрійович (RU)
(54) СПОСІБ ОТРИМАННЯ НАДЛИВНОГО ТИСКУ ГАЗУ У ВЕРТИКАЛЬНОМУ КАНАЛІ І ПРИСТРІЙ ДЛЯ ЙОГО ЗДІЙСНЕННЯ
Винахід відноситься до теплотехніки і може бути використане для видалення повітря, промислових газів в атмосферу та вироблення додаткової механічної енергії. Технічний результат полягає у підвищенні надлишкового тиску газу у вертикальному каналі та посиленні тяги. Спосіб отримання надлишкового тиску газу у вертикальному каналі, полягає в подачі газу в газовідвідний канал з його зволоженням і нагріванням газу в основі газовідвідного каналу з наступним підігрівом відбитим тепловим потоком по всій висоті каналу. Пристрій для отримання надлишкового тиску газу у вертикальному каналі містить несучий корпус з газовідвідним каналом, джерело теплового випромінювання і зволожувач, причому нижня частина газовідвідного каналу забезпечена газоходом, виконаним з можливістю регулювання подачі газу, внутрішня поверхня газовідвідного каналу виконана гофрованої або хвилястої форми з тепло а над гирлом несучого корпусу встановлено відбивач. 2 н.п. ф-ли, 1 іл.
Винахід відноситься до теплотехніки і може бути використане для видалення повітря, промислових газів в атмосферу та вироблення додаткової механічної енергії.
Відомі способи видалення промислових газів, як правило, продуктів спалювання палива за допомогою вертикального каналу (труби), при якому нагрітий газ піднімається вгору за рахунок розрідження, що створюється різницею температур газу в каналі та температури навколишнього середовища.
Недоліком даних способів видалення промислових газів і те, що вони поширюються лише з продукти спалювання палива різного походження.
Відомо пристрій для посилення тяги при відведенні димових та промислових газів в атмосферу, наприклад, за допомогою ежекторів. При цьому способі використовується енергія струменя пари, яка створює розрідження в системі і за рахунок цього відбувається висмоктування газу із системи [Патент UA №2203453, F 23 L 17/00].
Недоліком зазначеного пристрою є високі витрати на його експлуатацію, що полягають у виробленні високотемпературної пари та обслуговування під високим тиском.
Недоліком відомого способу є недостатньо ефективна робота газовідвідного стовбура через часткове витіснення повітря, що відводиться, а також його охолодження на виході з труби в порівнянні з температурою повітря в основі труби. Зменшення величини різниці температур газу та навколишнього середовища прямо пропорційно зменшує величину геометричного напору.
Недоліком відомого пристрою є розташування підігрівача на відстані від газовідвідного ствола.
Завданням запропонованого технічного рішення підвищення ефективності роботи вертикального каналу.
Технічний результат полягає у підвищенні надлишкового тиску газу у вертикальному каналі та посиленні тяги.
Поставлена задача вирішується тим, що в способі отримання надлишкового тиску газу у вертикальному каналі, що включає подачу газу газовідвідний канал з його нагріванням і зволоженням, згідно винаходу газ нагрівають в основі газовідвідного каналу з наступним підігрівом його відбитим тепловим потоком по всій висоті каналу.
Поставлене завдання вирішується також тим, що у пристрої дляотримання надлишкового тиску газу у вертикальному каналі, що містить несучий корпус з газовідвідним каналом, джерело теплового випромінювання і зволожувач, згідно винаходу нижня частина газовідвідного каналу забезпечена газоходом, виконаним з можливістю регулювання подачі газу, внутрішня поверхня газовідвідного каналу виконана гофрованої або хвилястої форми з тепло а над гирлом несучого корпусу встановлено відбивач.
Сутність заявленого технічного рішення полягає в тому, що в способі отримання надлишкового тиску газу у вертикальному каналі, інтенсивне нагрівання потоку газу або повітря, що надійшов газоходом через регулюючу засувку, відбувається шляхом променистого теплообміну над джерелом теплового випромінювання, розташованим в основі газовідвідного каналу. В результаті, через різницю щільностей нагрітого повітря та навколишнього середовища, збільшується розрідження. Попереднє зволоження газу при його русі газоходом до максимально можливого значення при даній температурі, інтенсифікує променистий теплообмін в каналі. При русі вгору каналом газ не остигає. Газ, що рухається по каналу, поглинає не тільки теплове випромінювання джерела, але і відбитий тепловий потік, створюваний внутрішнім покриттям каналу гофрованої або хвилястої форми і внутрішньою поверхнею відбивача, виконаними з тепловідбиваючого матеріалу. Ці поверхні не дають тепловим хвиль залишати установку, одночасно виконуючи функцію утеплювача, при цьому відбивач і внутрішнє покриття газовідвідного каналу практично не нагріваються. Додатковий нагрівання газу відбитим тепловим потоком під час руху газу вертикальним каналом, розганяє газ і створює розрідження до регулюючої засувки газоходу.
Спосіб отриманнянадлишкового тиску газу вертикальному каналі може бути реалізований як з промисловим нагрітим газом, при цьому він додатково нагрівається, так і з атмосферним повітрям. У разі видалення повітря майданчик повітрозабору може бути пофарбований у чорний колір для збільшення температури повітря, що всмоктується, у світлий час доби.
Сутність заявленого технічного рішення полягає в тому, що в пристрої постачання газоходом нижньої частини газовідвідного каналу дозволяє спрямовано подавати газ в газовідвідний канал, регулюючи подачу газу, що впливає на температуру нагрівання газу та ступінь розрідження в газовідвідному каналі. Можливість зволоження газу при проходженні газоходом інтенсифікує променистий теплообмін. Джерело теплового випромінювання, розташований в основі газовідвідного каналу, дозволяє інтенсивно нагрівати газ, що подається, зменшуючи експлуатаційні витрати при створенні розрідження. Виконання внутрішньої поверхні газовідвідного каналу гофрованої хвилястої форми з тепловідбивного матеріалу збільшує поверхню променистого теплообміну. Установка відбивача на виході з газовідвідного каналу перекриває променистий тепловий потік, при мінімальному впливі на величину опору газу, що виходить.
Пристрій для здійснення способу представлено на кресленні, де 1 - несучий корпус, 2 - газовідвідний канал, 3 - джерело теплового випромінювання, 4 - відбивач, 5 - опори відбивача, 6 - газохід, 7 - засувка регулююча, 8 - зволожувач, 9 - вентилятор .
Спосіб отримання надлишкового тиску газу вертикальному каналі за допомогою пристрою реалізований на прикладі видалення повітря. Повітря надходить газоходом 6 з температурою, наприклад, 10°С. Об'єми повітря, що видаляється, регулюють засувкою 7, встановленою в газоході, що впливає натемпературу нагрівання повітря, що видаляється. При русі газоходом повітря зволожують розпилюваної з зволожувача 8 водою, потім нагрівають в основі каналу над джерелом теплового випромінювання 3 в середньому до температури 50°. При подальшому русі газовідвідним каналом 2 вгору температура повітря не знижується, а з урахуванням підігріву відбитим тепловим потоком, створюваним внутрішньою поверхнею газовідвідного каналу 2 і відбивачем 4, температура повітря в гирлі газовідвідного каналу 2 складе приблизно 55°. Розрідження або надлишковий тиск газу, що створюється в каналі, дорівнюватиме 37 Па. Величина одержуваного пристрою розрідження залежить від висоти і діаметра вертикального каналу, теплової потужності джерела теплового випромінювання, відбивної здатності внутрішніх поверхонь, вихідної температури газу або повітря
Приклад виконання пристрою. Несучий корпус 1 виконаний з цегли висотою 25 м з вертикальним газовідвідним каналом 2 у вигляді зрізаного конуса (форма корпусу може бути інший), при цьому внутрішній діаметр основи дорівнює 4 м, а внутрішній діаметр гирла каналу дорівнює 3 м. У нижній частині корпусу 1 розміщений газохід 6 діаметром 0,3 м і довжиною 10 м з регулюючою засувкою 7. В основі газовідвідного каналу 2 розташоване джерело теплового випромінювання 3, який може бути електричним або смолоскипного типу, в останньому випадку повітря для згоряння палива надходить через патрубок з дроселем для регулювання смолоскипа (не показаний) витрата палива при факельному виконанні становить 0,0005 м 3 /с. У газоході 6 розташований зволожувач 8 у вигляді форсунки, яку подається під тиском вода. У разі використання вертикального каналу для вироблення енергії за рахунок надлишкового тиску газохід 6 встановлюється знімний вентилятор або турбіна 9 дляпередачі обертального руху, наприклад, на генератор (не показано). Внутрішня поверхня газовідвідного каналу 2 виконана з полірованої гофрованої або хвилястої форми алюмінієвої фольги. На гирлі несучого корпусу розташований відбивач 4, встановлений на опорах 5, внутрішня поверхня якого також виконана з полірованої алюмінієвої фольги. Для збереження відбивної здатності внутрішні поверхні газовідвідного каналу 2 і відбивача 4 повинні бути оброблені антистатиком, щоб уникнути налипання пилу, сажі. Висота опор відбивача вибирається таким чином, щоб він мінімально впливав на величину опору газу на виході з каналу. Розмір одержуваного розрідження, потужність установки та її параметри розраховуються індивідуально для кожного конкретного випадку.
Отриманий надлишковий тиск, створюваний у вертикальному каналі, можна використовувати для вироблення механічної енергії за умови встановлення в газоході знімного вентилятора або турбіни 9 передачі обертального руху на генератор (не показаний). При використанні вертикального каналу видалення повітря або газу в атмосферу пристрій 9 знімається.
1. Спосіб отримання надлишкового тиску газу у вертикальному каналі, що включає подачу газу в газовідвідний канал з його нагріванням і зволоженням, відрізняється тим, що нагрівання газу здійснюють у підставі газовідвідного каналу з наступним підігрівом відбитим тепловим потоком по всій висоті каналу.
2. Пристрій для отримання надлишкового тиску газу у вертикальному каналі, що містить несучий корпус з газовідвідним каналом, джерело теплового випромінювання і зволожувач, який відрізняється тим, що нижня частина газовідвідного каналу забезпечена газоходом, виконаним з можливістю регулювання подачі газу, внутрішняповерхня газовідвідного каналу виконана гофрованої або хвилястої форми з тепловідбиваючого матеріалу, а над гирлом несучого корпусу встановлений відбивач.
MM4A - Дострокове припинення дії патенту СРСР або патенту України на винахід через несплату у встановлений термін мита за підтримку патенту в силі