Каталитический обогреватель

Каталитический обогреватель

Реферат

 

Использование: изобретение относится к обогревателям бытового назначения и касается каталитического обогревателя, обеспечивающего выделение тепла за счет глубокого беспламенного окисления газообразного углеводородного топлива кислородом атмосферного воздуха на поверхности катализатора. Сущность изобретения: каталитический обогреватель, содержащий смонтированные на каркасе каталитическую головку 1, выполненную в виде размещенных в поддоне 2 изогнутых трубопроводов 7 с отверстиями 9, нагревательный элемент, состоящий из диффузора 5 и каталитической пластины 4, системы газоподвода с блоком управления 10, запальник 11, термопару 15 и механизм управления подачей газа, в соответствии с изобретением каждый трубопровод каталитической горелки 1 выполнен с горизонтально протяженными участками, размещенными один под другим в вертикальной плоскости, отверстия 9 трубопроводов 7 выполнены на их горизонтальных участках с уменьшающимися расстояниями между ними от нижнего к верхнему участку трубопровода 7, а термопара 15 расположена в зоне формирования "факела" запальника 11, при этом отверстия 9 каждого из трубопроводов 7 выполнены с одинаковыми диаметрами и с суммарной площадью сечения, не превышающей площади сечения трубопровода 7. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к обогревателям бытового назначения и касается каталитического обогревателя, обеспечивающего выделение тепла за счет глубокого беспламенного окисления газообразного углеводородного топлива кислородом атмосферного воздуха на поверхности катализатора.

Известен каталитический обогреватель, содержащий смонтированные на каркасе каталитическую горелку, выполненную в виде изогнутых трубопроводов с отверстиями, размещенных в поддоне, нагревательный элемент, состоящий из диффузора и каталитической пластины, систему газопровода с блоком управления, запальник, термопару и механизм управления подачей газа. В этом каталитическом обогревателе трубопроводы с отверстиями ориентированы в вертикальном направлении, а все отверстия на каждом из участков одного трубопровода расположены на одинаковых расстояниях и с различными расстояниями на разных участках. Такая конструкция каталитического обогревателя, в которой трубопроводы с отверстиями ориентированы в вертикальной плоскости, не в полной мере обеспечивает равномерность диффузии кислорода атмосферного воздуха в зону реакции и подвода газа к поверхности каталитической пластины. Это в целом снижает к. п. д. обогревателя, надежность и пожаробезопасность (см. каталитический газовый обогреватель типа 17ТА фирмы "Термолюкс", Франция, 1993 г. ).

В задачу изобретения входит создание такого каталитического обогревателя, который, обладая всеми преимуществами прототипа, в то же время обеспечит более высокий к.п.д. надежность и пожаробезопасность при эксплуатации.

Это достигается тем, что каталитический обогреватель, содержащий смонтированные на каркасе каталитическую горелку, выполненную в виде размещенных в поддоне изогнутых трубопроводов с отверстиями на равных расстояниях одно от другого на каждом из участков трубопровода и с различными расстояниями на различных участках трубопровода, нагревательный элемент, состоящий из диффузора и каталитической пластины, систему газопровода с блоком управления, запальник и термопару, выполнен так, что каждый трубопровод каталитической горелки изготовлен с горизонтально протяженными участками, размещенными один над другим в вертикальной плоскости, отверстия трубопроводов выполнены на их горизонтальных участках с уменьшающимися расстояниями между ними от нижнего к верхнему участку трубопровода, а термопара расположена в зоне формирования "факела" запальника, при этом отверстия каждого из трубопроводов выполнены с одинаковыми диаметрами и с суммарной площадью сечения, не превышающей площади сечения трубопровода.

В каталитическом обогревателе блок управления соединен с нагревательным элементом, запальником и системой газопровода с помощью газоводов и включает корпус, в котором расположены входной клапан с управляющим подпружиненным электромагнитом, клапан запуска с возрастной пружиной, закрепленной на штоке, жестко связанном с кронштейном, вилка которого имеет возможность перемещения относительно паза корпуса, дросселирующая игла, установленная с возможностью поступательного перемещения и несущая рукоятку, имеющую паз под вилку кронштейна и подпружиненную кнопку управления штифтом, установленным в рукоятке с возможностью радиального перемещения для ограничения угла поворота рукоятки.

На фиг. 1 изображен общий вид каталитического обогревателя, на фиг.2 то же, вид сбоку по разрезу А-А, на фиг.3 блок управления (в момент запуска), на фиг. 4 разрез Б-Б по фиг.3, на фиг.5 блок управления (во время работы в режиме обогрева за счет каталитической реакции), на фиг.6 разрез В-В по фиг. 5.

Каталитический обогреватель предназначается для бытового использования в качестве обогревательного устройства, обеспечивающего высокий к.п.д. за счет глубокого беспламенного окисления газообразного углеводородного топлива кислородом атмосферного воздуха на поверхности катализатора с выделением теплоты, количество которой определяется теплотворной способностью топлива, в виде радиационного инфракрасного излучения и нагретого конвективного потока продуктов окисления.

Каталитический обогреватель (фиг.1, 2) содержит каталитическую горелку 1, содержащую металлический поддон 2, закрытый нагревательным элементом 3, состоящий из каталитической пластины 4 и диффузора 5. Каталитическая пластина 4 изготовлена из пористого наполнителя в виде кремнеорганических волокон, покрытых каталитическим составом на основе окислов кобальта и хрома. Диффузор 5 предназначается для равномерного распределения газового потока на поверхности каталитической пластины 4 и изготовлен из пористого эластичного огнеупорного материала. Внутри каталитической горелки 1 расположена газораспределительная система 6 в виде двух изогнутых трубопроводов 7, один конец каждого из которых подсоединен к тройнику 8, другой запаян, а по длине горизонтальных участков трубопроводов 7 расположены отверстия 9 для выхода газа.

Блок управления 10 предназначен для запуска каталитического обогревателя, регулировки его теплопроизводительности, отключения подачи газа в каталитическую горелку 1 при прекращении окислительного процесса или остановки работы каталитического обогревателя. Запальник 11 предназначен для поджигания выходящего газа из каталитической горелки 1 при запуске каталитического обогревателя и представляет собой полую трубку 12 с соплом для выхода газа на одном конце, другим концом подсоединенную к первому штуцеру 13, снабженному ограничительным жиклером 14.

Термопара 15 закреплена на кронштейне 16 таким образом, что ее рабочий конец находится в непосредственной близости от наружной поверхности каталитической пластины 4 в факеле запальника 11 при запуске каталитического обогревателя. Термопара 15 предназначена для выработки термоэлектpодвижущей силы (термо-ЭДС) при работе каталитического обогревателя. Каркас 17 в виде изогнутого профиля предназначен для крепления каталитической горелки 1, блока управления 10, штуцера 18 для подсоединения шланга газового баллона (на чертеже не показан), запальника 11, кронштейна 16, термопары 15, двух опор 19, декоративной панели 20 и защитно-декоративного корпуса 21 с задней стенкой 22.

На декоративной панели 20 расположены рукоятка 23 регулирования теплопроизводительности обогревателя и кнопка 24 рычага запуска 25, который также крепится на каркасе 17. Блок управления 10 подсоединен к каталитической горелке 1, запальнику 11 и входному штуцеру 18 с помощью газоводов 26, 27 и 28 соответственно. Блок управления 10 (фиг.3, 4) состоит из корпуса 29, в котором расположены входной клапан 30 с управляющим электромагнитом 31 и возвратной пружиной 32, клапан пуска 33 с возвратной пружиной 34, закрепленный на штоке 35, дросселирующая игла 36, конический конец которой предназначен для изменения проходного сечения отверстия 37 за счет поступательного движения дросселирующей иглы 36 при вращении ее в резьбовом соединении с корпусом 29 при помощи рукоятки 23, закрепленной на наружном конце дросселирующей иглы 36. Вращение рукоятки 23 в пределах регулирования теплопроизводительности обогревателя ограничено стопорным винтом 38 и штифтом 39, закрепленным на кнопке 40, которая удерживается в данном положении пружиной 41. При нажатии кнопки 40 штифт 39 смещается относительно стопорного винта 38, обеспечивая свободное вращение рукоятки 23. Управляющий электромагнит 31 имеет электрическую связь с термопарой 15 с помощью изолированного провода 42. Якорь 43 электромагнита 31 жестко связан с входным клапаном 30. При закрытом положении входного клапана 30 имеется зазор 44 величиной 1,5.2 мм между якорем 43 и сердечником 45 электромагнита 31.

Шток 35 клапана запуска 33 жестко связан с кронштейном 46, представляющим собой цилиндрическую втулку 47 с вилкой 48, горизонтальное положение которой обеспечивается продольным пазом 49, выполненным в стенке каркаса 17. Между внутренним концом штока 35 и торцом входного клапана 30 имеется зазор 50, обеспечивающий плотное прижатие клапана 30 пружиной 32. Вилка 48 расположена на минимально возможном расстоянии от цилиндрического пояска 51 на pукоятке 23, что обеспечивает ее свободное вращение.

На цилиндрическом пояске 51 имеется паз 52 (фиг.4), угловое положение которого выбрано таким образом, что при крайнем левом положении рукоятки 23 он устанавливается напротив вилки 48, что позволяет последней перемещаться вместе со штоком 35 при нажатии рычага запуска 25 до соприкосновения якоря 43 с сердечником 45. При этом между торцом вилки 48 и дном паза 52 обеспечивается гарантированный зазор. Входной клапан 30 перекрывает проход из полости I в полость II, в которой установлен клапан запуска 33 и имеется отверстие 37, соединяющее полость II с основным каналом 53 подачи газа в магистраль каталитической горелки через ограничительный жиклер 54. Проходное сечение отверстия 37 перекрывается конусом дросселирующей иглы 36.

Клапан запуска 33 перекрывает проходы из полости II в дополнительный канал 55, который через ограничительный жиклер 56 соединяется основным каналом 53, и в канал 57 магистрали запальника 11.

Глубокое беспламенное окисление газа кислородом атмосферного воздуха, поступающим в зону реакции путем диффузии, проходит в толщине каталитической пластины 4, предварительно нагретой во время запуска каталитического обогревателя до температуры, при которой возникает самоподдерживающийся окислительный процесс. Беспламенное низкотемпературное (500^oC) окисление газа на поверхности катализатора исключает затраты части выделяемой при реакции тепловой энергии на окисление атмосферного азота, что имеет место при открытом горении газа, тем самым позволяет получить высокий к.п.д. (до 99%) теплового процесса, при этом до 80% тепловой энергии выделяется в виде радиационного инфракрасного излучения, а остальное конвекцией нагретых продуктов окисления (углекислый газ и пары воды). При этом тепловой процесс окисления газа пожаровзрывобезопасен, а глубокое окисление газа на порядок снижает содержание не вступившего в реакцию газа по сравнению с его открытым горением.

Предварительный нагрев каталитической пластины 4 происходит при увеличенном на 50% расходе газа по сравнению с установившимся процессом работы каталитического обогревателя. Нагрев каталитической пластины 4 в период запуска происходит открытым пламенем в виде периодических сполохов, поэтому на время запуска требуется наличие постоянно горящего факела запальника 11, который периодически поджигает накапливающийся на поверхности каталитической пластины 4 газ при достижении им концентрации вспышки. Максимальная теплопроизводительность процесса окисления достигается подбором расхода газа через каталитическую пластину 4, при котором зона максимального нагрева удерживается в середине толщины каталитической пластины. При увеличении расхода газа затрудняется или совсем прекращается диффузия кислорода в зону реакции из атмосферного воздуха, температура каталитической пластины уменьшается из-за снижения интенсивности тепловыделения вплоть до полного прекращения реакции. При уменьшении расхода газа интенсивность тепловыделения также уменьшается за счет уменьшения количества реагентов, участвующих в окислительном процессе. При уменьшении расхода более 50% от максимально допустимого температура каталитической пластины 4 снижается ниже допустимой, и окислительный процесс прекращается. Поэтому регулировать теплопроизводительность каталитического обогревателя возможно в пределах 50% от его максимальной теплопроизводительности при установившемся режиме работы. Этот режим обеспечивается расходом газа через ограничительный жиклер 54, установленный в основном канале 53 при проходном сечении отверстия 37, образованном его внутренним диаметром и конусом дросселирующей иглы 36, при этом величина проходного сечения отверстия 37 несколько больше проходного сечения ограничительного жиклера 54. Такое положение дросселирующей иглы 36 обеспечивается поворотом рукоятки 23 против хода часовой стрелки до упора штифта 39 в стопорный винт 38.

Регулирование теплопроизводительности каталитического обогревателя производится за счет изменения расхода газа путем изменения проходного сечения отверстия 37. Изменение проходного сечения осуществляется осевым перемещением конуса дросселирующей иглы 36 поворотом рукоятки 23 в пределах диапазона регулирования, при этом стопорный винт 38 предотвращает случайное уменьшение расхода ниже допустимого.

Увеличение расхода газа (на 50%) при запуске каталитического обогревателя обеспечивается дополнительной подачей газа в основной канал 53 через ограничительный жиклер 56, установленный в дополнительном канале 55, при открытом клапане запуска 33. Открытие этого клапана возможно при положении рукоятки 23, обеспечивающей максимальное открытие проходного сечения отверстия 37 за счет продольного перемещения конуса дросселирующей иглы 36.

В этом положении рукоятки 23 паз 52 (фиг.4) на цилиндрическом пояске 51 устанавливается напротив вилки 48 кронштейна 46, жестко связанного со штоком 35, что позволяет штоку 35 перемещаться в осевом направлении при нажатии рычага запуска 25 до упора якоря 43 в сердечник 45 электромагнита 31, открывая при этом клапан запуска 33 и входной клапан 30. В случае непреднамеренного прекращения реакции окисления (при разрушении каталитической пластины 4 или попадания на ее поверхность воды, приведшем к охлаждению до температуры ниже предельно допустимой) подача газа в каталитическую горелку 1 перекрывается путем закрывания входного клапана 30 возвратной пружиной 32 из-за уменьшения магнитной силы, удерживающей якорь 43, вследствие уменьшения термо-ЭДС при охлаждении термопары 15.

После запуска каталитического обогревателя в течение 10.15 минут происходит его выход на режим максимальной теплопроизводительности, при котором вся рабочая поверхность каталитической пластины 4 разогревается до максимальной температуры 450.500^oC.

Время непрерывной работы каталитического обогревателя ограничено запасом газа в баллоне, а при непрерывной его подаче сроком службы каталитической пластины 4, при этом не происходит перегрева элементов конструкции каталитического обогревателя. Для максимального теплосъема с рабочей поверхности каталитической пластины 4 необходимо обеспечить равномерный по поверхности подвод реагентов в зону реакции при наличии конвективного отвода продуктов окисления и стабильность по времени химической активности каталитического состава и механическую прочность наполнителя каталитической пластины 4. Для этого в данном каталитическом обогревателе предусмотрен ряд конструктивных решений, способствующих повышению его теплопроизводительности.

Каталитическая горелка 1 расположена горизонтально относительно ее длинной стороны (отношение ее ширины к высоте составляет 1,54:1), что позволяет с учетом вертикального конвективного отвода нагретых продуктов окисления газа вдоль поверхности этой пластины обеспечить более равномерную диффузию кислорода атмосферного воздуха в зону реакции за счет сокращения длины омываемой поверхности, чем в случае ее вертикального расположения.

Газораспределительная система 6 выполнена в виде горизонтальных трубопроводов 7 при верхнем расположении тройника 8, через который поступает газ, что способствует более равномерному подводу газа к поверхности каталитической пластины 4 через отверстия 9. Для этого подача газа из газораспределительной системы 6 в толщину каталитической пластины 4, где происходит его окисление кислородом, поступившим из атмосферного воздуха за счет диффузии, производится при достаточно низком избыточном давлении газа внутри каталитической горелки 1 (1.3 мм водяного столба). Поэтому при ее высоте более 70 мм становится существенным влияние статического давления газа на равномерность теплосъема по высоте каталитической пластины 4 за счет увеличения его доли в избыточном давлении газа.

Для уменьшения этого влияния применяется подача газа к поверхности каталитической пластины 4 через отверстия 9 газораспределительной системы, что позволяет в зоне этих отверстий сбалансировать подвод газа и диффузию кислорода из атмосферного воздуха в зону реакции за счет подбора их диаметра и расположения, обеспечив тем самым равномерный подвод реагентов.

Расположение и диаметры отверстий 9 находятся в определенной зависимости от высоты каталитической пластины 4 и расстояния от тройника 8 по длине трубопроводов 7, а также от газодинамического сопротивления диффузора 5, самой каталитической пластины 4, трубопроводов 7, отверстий 9 и интенсивности конвективного отвода продуктов окисления газа. Из условий технологической целесообразности желательно отверстия 9 выполнять с одинаковым диаметром, при этом минимальный диаметр ограничивается производственными возможностями и эффектом запирания проходного сечения этих отверстий пограничным слоем, а максимальный диаметр соблюдением условия, при котором суммарная площадь отверстий 9 не превышала площади проходного сечения трубопровода 7. Подбор шага и диаметра отверстий 9 осуществлен экспериментально, при этом имеются также ограничения по максимальному расстоянию между отверстиями 9 как по длине трубопровода 7, так и по расстоянию между его параллельными участками. Так как в данных габаритах каталитической горелки 1 длина трубопроводов 7 газораспределительной системы 6 достаточно велика, то в случае вертикального расположения параллельных его участков затруднена организация требуемого расхода газа через отверстия 9, расположенные в конце трубопроводов 7, особенно в верхней зоне каталитической пластины 4, из-за влияния статического давления газа. При горизонтальном расположении параллельных участков трубопроводов 7 все отверстия 9 в верхней зоне каталитической пластины 4 находятся на достаточно близких расстояниях от тройника 8, чем снимается указанное выше затруднение с организацией требуемого расхода газа через отверстия 9, а статическое давление способствует поступлению газа к нижерасположенным отверстиям 9 в конце трубопроводов 7. Термопара 15 расположена в факеле запальника 11, что позволяет сократить время запуска каталитического обогревателя, тем самым сохранить стабильность химической активности каталитического состава и механическую прочность каталитической пластины 4 за счет уменьшения времени воздействия на нее открытого высокотемпературного горения газа в виде периодических сполохов и факела запальника 11, который находится в непосредственной близости от поверхности каталитической пластины 4.

Сокращение времени запуска в этом случае происходит вследствие того, что термопара 15 интенсивно нагревается постоянно горящим факелом запальника 11 до температуры, при которой электромагнит 31 может удерживать входной клапан 30 в открытом положении, поэтому процесс запуска можно прекращать при достижении температуры каталитической пластины 4, достаточной для самоподдерживающейся реакции окисления газа.

При расположении термопары 15 вне факела запальника 11 ее нагрев до требуемой температуры от периодических сполохов открытого пламени, частота которых уменьшается со временем, недостаточен. Поэтому требуется дополнительный нагрев термопары 15 от радиационного излучения каталитической пластины 4, которое начинается только после нагрева ее до температуры самоподдерживающейся реакции окисления, что увеличивает период запуска каталитического обогревателя, тем самым увеличивает время отрицательного воздействия открытого пламени на стабильность характеристик каталитической пластины 4.

Перед запуском каталитического обогревателя необходимо блок управления 10 привести в исходное состояние, при котором (фиг.3, 4) входной клапан 30 и клапан запуска 3 закрыты под действием своих возвратных пружин 32 и 34 соответственно, а отверстие 37 перекрыто конусом дросселирующей иглы 36 посредством ее продольного перемещения вращением рукоятки 23 до упора по ходу часовой стрелки при нажатой кнопке 40. При этом ход рычага запуска 25 блокирован штоком 35, кронштейн 46 которого своей вилкой 48 упирается в цилиндрический поясок 51 рукоятки 23, тем самым предотвращает открытие клапана запуска 33 и входного клапана 30.

Для запуска каталитического обогревателя (фиг.5, 6) необходимо обеспечить проход газа от входного штуцера 18 к каталитической пластине 4 через газовод 28, полость 1, открытый входной клапан 30, полость II, открытое отверстие 37, ограничительный жиклер 54, основной канал 53, газовод 26, штуцер 8, трубопроводы 7, отверстия 9 и диффузора 5, а также дополнительно из полости II в основной канал 53 через открытый клапан запуска 33, ограничительный жиклер 56 и дополнительный канал 55, чем увеличивается в 1,5 раза расход газа на период запуска каталитического обогревателя. Одновременно необходимо подать газ к запальнику 11 из полости II через открытый клапан запуска 33, канал 57, газовод 27, штуцер запальника 13, ограничительный жиклер 14 и трубку 12.

Для установки блока управления 10 в состояние запуска каталитического обогревателя необходимо открыть отверстие 37 посредством продольного перемещения конуса дросселирующей иглы 36 вращением рукоятки 23 против хода часовой стрелки до упора штифта 39 в стопорный винт 38 в положении максимальной теплопроизводительности каталитического обогревателя, при этом при прохождении рукоятки 23 положения минимальной теплопроизводительности нажать кнопку 40 для обеспечения свободного вращения рукоятки 23 путем смещения штифта 39 относительно стопорного винта 38. В этом положении рукоятки 23 паз 52 на пояске 51 установится напротив вилки 48 кронштейна 46, обеспечивая свободный ход штока 35. Нажать на кнопку 24 рычага запуска 25, при этом шток 35 переместится в продольном направлении до упора якоря 31 в сердечник 45 электромагнита 31, открывая клапан запуска 33 и входной клапан 30. Возвратные пружины 32 и 34 в этом положении находятся в сжатом состоянии.

После открытия редуктора газового баллона газ через подводящий шланг (на чертеже не указаны), подсоединенный к входному штуцеру 18, поступит в газораспределительную систему 6 каталитической горелки 1 и запальник 11 через блок управления 10.

Выходящий газ из запальника 11 поджигается от внешнего источника огня.

Газ, поступающий из отверстия 9 трубопроводов 7, газораспределительной системы 6, заполняет внутренний объем каталитической горелки 1 и начинает поступать через диффузор 5 на наружную поверхность каталитической пластины 4, где поджигается от факела запальника 11. Открытое горение газа происходит в виде периодических сполохов, частота которых уменьшается по мере нагревания каталитической пластины 4, так как часть газа начинает вступать в реакцию окисления кислородом атмосферного воздуха в толщине каталитической пластины 4. В то же время происходит нагревание рабочего конца термопары 15 в факеле запальника 11.

Нагрев каталитической пластины 4 открытым пламенем продолжается до температуры, при которой обеспечивается самоподдерживающийся окислительный процесс, признаком которого является ослабление или полное исчезновение открытого пламени (сполохов) при одновременном усилении радиационного излучения. К этому времени термопара 15 нагревается до температуры, обеспечивающей создание термо-ЭДС, достаточной для удерживания входного клапана 30 управляющим электромагнитом 31 в открытом положении, при этом для последующего удерживания требуется более низкая температура термопары 15. Время запуска каталитического обогревателя составляет 1,5.2 мин. При опускании рычага запуска 25 клапан запуска 33 под действием возвратной пружины 34 закрывается, тем самым перекрывая дополнительную подачу газа в основной канал 53 через ограничительный жиклер 56 и подачу газа в запальник 11 через канал 57. Входной клапан 30 остается в открытом положении. Выход на режим максимальной теплопроизводительности происходит в течение 10.15 минут, после чего можно с помощью рукоятки 23 установить требуемую теплопроизводительность в пределах диапазона регулирования.

Для выключения каталитического обогревателя необходимо прекратить поступление газа в каталитическую горелку 1 от входного штуцера 18 через блок управления 10 путем перекрытия проходного сечения отверстия 37 продольным перемещением конуса дросселирующей иглы 36 до упора. Для этого требуется повернуть рукоятку 23 по ходу часовой стрелки до упора при нажатой кнопке 40, которая смещает штифт 39 относительно стопорного винта 38, обеспечивая свободное вращение рукоятки 23.

По мере остывания термопары 15 возвратная пружина 32 преодолевает магнитное сцепление якоря 43 с сердечником 45 электромагнита 31 и входной клапан 30 закрывается, дополнительно перекрыв канал подачи газа.

Каталитический обогреватель отличается от прототипа "Каталитический газовый подогреватель типа 17ТА фирмы "Термолюкс", Франция, следующими особенностями: для увеличения теплосъема с рабочей поверхности каталитической пластины (повышение теплопроизводительности) за счет повышения равномерности ее нагрева до максимальной температуры по всей площади; каталитическая горелка расположена горизонтально по отношению к ее длинной стороне (соотношение ширины к высоте 1,54:1 вместо 0,7:1), что позволило организовать за счет сокращения высоты омываемой поверхности более равномерный подвод кислорода атмосферного воздуха в зону реакции при его диффузии из конвективного потока вдоль поверхности пластины, образованного нагретыми продуктами реакции окисления; газораспределительная система выполнена в виде горизонтально-расположенных трубопроводов при верхнем расположении тройника, что позволило избежать противодействия статического давления при организации истечения из крайних по длине трубопровода отверстий, расположенных в верхней зоне каталитической горелки, которые имеет место при вертикальном расположении трубопроводов. При горизонтальном расположении газораспределительной системы этот недостаток отсутствует, что позволяет организовать более равномерную подачу газа по поверхности каталитической пластины; рабочий конец термопары помещен в факеле запальника, что позволяет ускорить нагрев термопары до температуры (500^oC), при которой возникающая в ней термо-ЭДС достаточна для удерживания входного клапана электромагнитом, в связи с чем отпадает необходимость, учитывая инерционность нагрева термопары, доводить температуру каталитической пластины до максимального значения с целью нагрева термопары от радиационного излучения в случае ее расположения не в факеле, а прекращать этап запуска при достижении температуры (220.250^oC), при которой начинается самоподдерживающийся окислительный процесс, тем самым сокращая время воздействия факела запальника на катализатор, что сохраняет его химическую активность и прочность и не снижает его теплоотдачу со временем.

Кроме того, горизонтальное расположение каталитической горелки позволило в целях безопасности обращения с обогревателем во время его запуска перенести рычаг запуска на боковую сторону обогревателя и одновременно упростить конструкцию устройства блокировки рычага запуска рукояткой регулятора теплопроизводительности посредством кронштейна с вилкой, закрепленного на штоке клапана запуска, ход которого заблокирован цилиндрическим пояском рукоятки в пределах ее рабочего хода, кроме положения максимальной теплопроизводительности, при котором происходит запуск каталитического обогревателя. Вместо кинематической системы, состоящей из двух соосно расположенных рычагов, взаимоположение которых выставляется с помощью регулировочного винта, пружины натяжения и кулачка на рукоятке регулятора, обеспечивающего разблокирование рычага запуска, на рукоятке регулятора теплопроизводительности установлена кнопка со штифтом и пружиной, которая совместно со стопорным винтом исключает случайное уменьшение расхода газа ниже допустимого при регулировании теплопроизводительности, предотвращая тем самым непреднамеренную остановку работы каталитического обогревателя.

Формула изобретения

1. Каталитический обогреватель, содержащий смонтированные на каркасе каталитическую горелку, выполненную в виде размещенных в поддоне изогнутых трубопроводов с отверстиями на равных расстояниях одно от другого на каждом из участков трубопровода и с различными расстояниями на разных участках, нагревательный элемент, состоящий из диффузора и каталитической пластины, систему газоподвода с блоком управления, запальник, термопару и механизм управления подачей газа, отличающийся тем, что каждый трубопровод каталитической горелки выполнен с горизонтально протяженными участками, размещенными один над другим в вертикальной плоскости, отверстия трубопроводов выполнены на их горизонтальных участках с уменьшающимися расстояниями от нижнего к верхнему участку трубопровода, а термопара расположена в зоне формирования "факела" запальника, при этом отверстия каждого из трубопроводов выполнены с одинаковыми диаметрами и с суммарной площадью сечения, не превышающей площади сечения трубопровода.

2. Обогреватель по п. 1, отличающийся тем, что его блок управления соединен с нагревательным элементом, запальником и системой газопровода с помощью газоводов и включает корпус, в котором расположены входной клапан с управляющим электромагнитом, клапан запуска с возвратной пружиной, закрепленной на штоке, жестко связанном с кронштейном, вилка которого имеет возможность перемещения относительно паза корпуса, дросселирующая игла, установленная с возможностью поступательного перемещения и несущая рукоятку, имеющую паз под вилку кронштейна и подпружиненную кнопку управления штифтом, установленным в рукоятке, с возможностью радиального перемещения для ограничения угла поворота рукоятки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6