Клапанно-смесительное устройство котла пульсирующего горения

Изобретение относится к энергетике. Клапанно-смесительное устройство котла пульсирующего горения содержит камеру сжигания газообразного топлива с цилиндрической полостью, закрытой торцовой стенкой с проходным отверстием с одной стороны и открытой - с другой, запальное устройство, установленное в полости камеры сжигания, устройства подвода топлива и воздуха, снабженные ресиверами с обратными клапанами, смесительное устройство с дозирующими отверстиями, сообщающееся с камерой сжигания через проходное отверстие в торцовой стенке, дефлектор изменения направления потоков газообразного топлива, установленный на расстоянии от закрытого торца камеры сжигания, определяющем размер кольцевого канала выхода газовоздушной смеси из смесительного устройства в камеру сжигания. Дозирующие отверстия в стенке камеры смесительного устройства выполнены с хордовым направлением завихрения потока газа в цилиндрической камере смесительного устройства. Изобретение позволяет повысить надежность функционирования клапанно-смесительного устройства в режиме пульсирующего горения и снизить выбросы вредных веществ. 2 ил.

 

Изобретение относится к области отопления, в частности к устройствам для сжигания газообразного топлива, и может быть использовано в различных отопительных устройствах, в том числе транспортных средств.

Известен теплогенератор пульсирующего горения, содержащий камеру сгорания, в которой установлены запальное устройство и дефлектор, смесительное устройство, сообщающееся с камерой сгорания, устройства подачи топлива и воздуха, снабженные ресиверами с обратным клапаном (Патент RU №73447 U1. Теплогенератор пульсирующего горения (варианты). - МПК: F23C 3/00. - 20.05.2008).

Известен котел пульсирующего горения, содержащий камеру сгорания с цилиндрической полостью с закрытым и открытым торцами, в которой выполнено, по меньшей мере, одно отверстие для отвода продуктов сгорания и установлено запальное устройство со свечой зажигания, а также смесительное устройство и дефлектор. Смесительное устройство через первые и вторые обратные клапана и ресиверы подсоединено к устройствам подвода топлива и воздуха, а дефлектор расположен в камере сгорания на шпильках с образованием кольцевой щели с полостью смесительного устройства, запальное устройство снабжено турбулизатором воздушно-топливной смеси в виде крыльчатки, расположенной в полости смесительного устройства со стороны дефлектора (Патент RU №2293253 С1. Котел пульсирующего горения (варианты). - МПК: F23C 15/00, F24H 1/08. - 10.02.2007).

Известна система пульсирующего горения, содержащая камеру сгорания, устройства подвода топлива и воздуха с ресиверами и обратными клапанами, смесительное устройство, дефлектор. Параметры устройств, обеспечивающих функционирование в режиме пульсирующего горения, выбраны из условия S′=(0,01÷0,5)S, где S′ - площадь кольцевого сечения полости устройства вывода продуктов горения в охватывающей камеру сгорания части, a S - площадь поперечного сечения камеры сгорания (Патент RU №2175422 С1. Система пульсирующего горения. - МПК: F23C 11/04. - 27.10.2001). Данное устройство принято за прототип.

Основным недостатком известных технических решений является недостаточная надежность работы их в режиме пульсирующего горения газовоздушной смеси и значительный выброс вредных газов.

Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение надежности работы клапанно-смесительного устройства в режиме пульсирующего горения газовоздушной смеси и снижение выброса вредных газов.

Техническим результатом, достигаемым заявляемым техническим решением, является повышение надежности работы клапанно-смесительного устройства в режиме пульсирующего горения газовоздушной смеси и снижение выброса вредных газов.

Указанный технический результат достигается тем, что в известном клапанно-смесительном устройстве котла пульсирующего горения, содержащем камеру сжигания газообразного топлива с цилиндрической полостью, закрытой торцовой стенкой с проходным отверстием с одной стороны и открытой с другой, запальное устройство, установленное в полости камеры сжигания, устройства подвода топлива и воздуха, снабженные ресиверами с обратными клапанами, смесительное устройство с дозирующими отверстиями, сообщающееся с камерой сжигания через проходное отверстие в торцовой стенке, дефлектор изменения направления потоков газообразного топлива, установленный на расстоянии от закрытого торца камеры сжигания, определяющем размер кольцевого канала выхода газовоздушной смеси из смесительного устройства в камеру сжигания, согласно предложенному техническому решению, дозирующие отверстия в стенке камеры смесительного устройства выполнены с хордовым направлением завихрения потока газа в цилиндрической камере смесительного устройства и проходное отверстие в торцовой стенке камеры сжигания выполнено с диаметром, равным диаметру камеры смесительного устройства, а дефлектор выполнен с диаметром в пределах 0,6÷1,0 диаметра проходного отверстия в зависимости от вида топлива и закреплен на торцовой стенке распорками с аэродинамическим профилем на расстоянии в пределах 0,15÷0,50 диаметра проходного отверстия с возможностью продолжения завихрения газовоздушной смеси в направлении завихрения газа в камере смесительного устройства.

Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленного клапанно-смесительного устройства котла пульсирующего горения, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».

Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».

Заявленное техническое решение может быть реализовано на любом предприятии машиностроения из общеизвестных материалов по принятой технологии и использовано в различных отопительных устройствах, в том числе транспортных средств. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».

На представленной фиг.1 схематично показано заявляемое клапанно-смесительное устройство котла пульсирующего горения, на фиг.2 - распорки аэродинамического профиля с дефлектором, разрез А-А на фиг.1.

Клапанно-смесительное устройство котла пульсирующего горения содержит камеру сжигания 1 газообразного топлива с цилиндрической полостью 2, закрытой торцовой стенкой 3 с проходным отверстием 4 с одной стороны и открытой с другой, запальное устройство 5, установленное в полости 2 камеры сжигания 1, устройства подвода топлива 6 и устройства подвода воздуха 7, снабженные ресиверами 8 и 9 с обратными клапанами 10 и 11, соответственно, смесительное устройство 12 с дозирующими отверстиями 13, сообщающееся с камерой сжигания 1 через проходное отверстие 4 в торцовой стенке 3, дефлектор 14 изменения направления потоков газообразного топлива, установленный на расстоянии l от торцовой стенки 3 камеры сжигания 1, определяющем размер кольцевого канала 15 выхода газовоздушной смеси из смесительного устройства 12 в камеру сжигания 1 (Фиг.1). Дозирующие отверстия 13 в стенке камеры 16 смесительного устройства 12 выполнены с хордовым направлением завихрения потока газа в цилиндрической камере 16 смесительного устройства 12. Проходное отверстие 4 в торцовой стенке 3 камеры сжигания 1 выполнено с диаметром D, равным диаметру D′ камеры 16 смесительного устройства 12. Дефлектор 14 выполнен с диаметром d=(0,6÷1,0)D в зависимости от вида топлива и закреплен на торцовой стенке 3 распорками 17 аэродинамического профиля на расстоянии l=(0,15÷0,50)D с возможностью продолжения завихрения газовоздушной смеси в направлении завихрения газа в камере 16 смесительного устройства 12 (Фиг.2).

Клапанно-смесительное устройство котла пульсирующего горения работает следующим образом.

Перед розжигом клапанно-смесительного устройства котла пульсирующего горения на 15÷60 c включают продувку камеры сжигания 1 воздухом через устройство подвода воздуха 7, смесительное устройство 12, проходное отверстие 4 в торцовой стенке 3 и кольцевой канал 15. Затем включают запальное устройство 5 и через 0,5÷1,0 c с устройства подвода топлива 6 подают топливо, в данном случае газ, последний через ресивер 8, обратный клапан 10 и дозирующие отверстия 13 попадает в камеру 16 смесительного устройства 12, в которой за счет хордового направления завихрения потока газа в цилиндрической камере 16 происходит его начальное перемешивание с воздухом, поступающим через устройство подвода воздуха 7, ресивер 9 и обратный клапан 11, обеспечивая среднюю величину коэффициента избытка воздуха в пределах 1,1÷1,6 в зависимости от вида топлива. Полученная в камере 16 смесительного устройства 12 газовоздушная смесь через проходное отверстие 4 с диаметром D в торцовой стенке 3 и кольцевой канал 15 под воздействием потока воздуха, создаваемого устройством подвода воздуха 7, устремляется через распорки 17 аэродинамического профиля на расстоянии l=(0,15÷0,50)D, которые усиливают завихрение газовоздушной смеси в камере сжигания 1 в направлении завихрения газа в камере 16 смесительного устройства 12, улучшая смешивание газа с воздухом, где образовавшуюся газовоздушную смесь поджигают с помощью запального устройства 5. При этом происходит первая вспышка газовоздушной смеси, приводящая к кратковременному повышению давления в камере сжигания 1 и к возникновению акустических волн в объеме камеры сжигания 1. Обратные клапаны 10 и 11 при этом работают автоматически в пульсирующем режиме. Они закрываются, когда давление в камере сжигания 1 превышает давление в ресиверах 8 и 9, соответственно, при этом кратковременно приостанавливается поступление в камеру 16 смесительного устройства 12 газа и воздуха и, соответственно, в камеру сжигания 1 газовоздушной смеси. Через определенное время в пределах 25÷30 мс давление в камере сжигания 1 снижается и обратные клапаны 10 и 11 открываются, впуская очередную порцию газа и воздуха, а горячие продукты сгорания под действием избыточного давления выходят из камеры сжигания 1, через открытый торец поступают в отопительный котел. Таким образом цикл повторяется и в заявляемом клапанно-смесительном устройстве устанавливается автоматический пульсирующий процесс сжигания газовоздушной смеси в пределах 35÷40 Гц за счет пламени от предыдущего периода горения порции газовоздушной смеси, присутствующего в зоне завихрения в камере сжигания 1 за дефлектором 14, при этом запальное устройство 5 отключается. Процесс пульсирующего горения в камере сжигания 1 продолжается до отключения подачи топлива в камеру 16 смесительного устройства 12.

Предлагаемая конструкция клапанно-смесительного устройства котла пульсирующего горения значительно повышает надежность работы в режиме пульсирующего горения газовоздушной смеси и снижает выброс вредных газов в атмосферу.

Клапанно-смесительное устройство котла пульсирующего горения, содержащее камеру сжигания газообразного топлива с цилиндрической полостью, закрытой торцовой стенкой с проходным отверстием с одной стороны и открытой - с другой, запальное устройство, установленное в полости камеры сжигания, устройства подвода топлива и воздуха, снабженные ресиверами с обратными клапанами, смесительное устройство с дозирующими отверстиями, сообщающееся с камерой сжигания через проходное отверстие в торцовой стенке, дефлектор изменения направления потоков газообразного топлива, установленный на расстоянии от закрытого торца камеры сжигания, определяющем размер кольцевого канала выхода газовоздушной смеси из смесительного устройства в камеру сжигания, отличающееся тем, что дозирующие отверстия в стенке камеры смесительного устройства выполнены с хордовым направлением завихрения потока газа в цилиндрической камере смесительного устройства и проходное отверстие в торцовой стенке камеры сжигания выполнено с диаметром, равным диаметру камеры смесительного устройства, а дефлектор выполнен с диаметром в пределах 0,6÷1,0 диаметра проходного отверстия в зависимости от вида топлива и закреплен на торцовой стенке распорками с аэродинамическим профилем на расстоянии в пределах 0,15÷0,50 диаметра проходного отверстия с возможностью продолжения завихрения газовоздушной смеси в направлении завихрения газа в камере смесительного устройства.



 

Похожие патенты:
Изобретение относится к теплоэнергетике, к области сжигания ожиженного угольного топлива в топках паровых котлов и других теплогенерирующих установок. Способ сжигания жидкого угольного топлива включает подготовку твердого углеродсодержащего вещества в качестве дисперсной фазы в жидкой дисперсной среде к сжиганию, подачу топливной дисперсной системы в пневмомеханические форсунки, газовое вдувание и распыление ее на факелах в камере сгорания и съем тепловой нагрузки теплоносителем в виде нагретого водяного пара.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в системах отопления, в частности в водонагревателях или бойлерах; в системах утилизации, работающих на сжигании попутного газа, для исключения влияния вибраций, а также для компенсации температурных расширений.

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано в котлах пульсирующего горения. Топка пульсирующего горения содержит камеру сгорания с запальным устройством для розжига, ограниченную боковыми стенками, открытым торцом с одной стороны и закрытым торцом с другой стороны, смесительное устройство, сообщающееся с камерой сгорания посредством канала подачи топливно-воздушной смеси, трубопроводы подачи воздуха и топлива с дозирующими отверстиями и обратными клапанами, причем смесительное устройство размещено в продолжении трубопровода подачи воздуха путем сопряжения его с трубопроводом подачи топлива на уровне дозирующих отверстий, выполненных в продолжении трубопровода подачи воздуха.

Изобретение относится к области энергетики, в частности устройствам топок паровых котлов со встречной компоновкой газомазутных горелок. Топка для сжигания газомазутного топлива включает под, свод, стены и экраны, повторяющие внутреннюю поверхность топки, выполненной в виде двух обращенных друг к другу большими основаниями усеченных пирамид, и встроенные в стены встречно расположенные горелки.

Изобретение относится к способам и устройствам беспламенного сжигания топлив и может быть использовано для нагрева газовых, жидких и суспензионных технологических сред в теплоэнергетических установках промышленности, транспорта и коммунально-бытового хозяйства.

Изобретение относится к устройствам для сжигания жидких топлив и может быть использовано в полевых условиях, а также для обогрева различных помещений, двигателей автомобилей, теплиц и т.п.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для сжигания твердых малореакционных топлив, например отработанных шин, или резиновых отходов с целью утилизации тепла, при содержании в их продуктах сгорания малой концентрации канцерогенных веществ.

Изобретение относится к области энергетики. Способ оптимизации условий горения в котле с псевдоожиженным слоем, где кислородсодержащий горючий газ подают на два или более уровней по высоте, первый из которых представляет собой первичный уровень (Р), расположенный на высоте днища печи, и второй представляет собой вторичный уровень (S), расположенный на высоте вблизи уровня (F) подачи топлива, причем над вторичным уровнем (S) могут быть обеспечены еще другие уровни (Т,…).

Изобретение относится к сжиганию в петлевом реакторе. Способ сжигания в петлевом реакторе по меньшей мере одного углеводородного сырья по меньшей мере в одной реакционной восстановительной зоне (i) и по меньшей мере в одной окислительной зоне (i+1), представляющих собой отдельные псевдоожиженные слои, в котором циркуляцию твердых частиц активной массы между каждой реакционной зоной или частью реакционных зон контролируют при помощи одного или нескольких немеханических клапанов, каждый из которых содержит по существу вертикальный участок канала, по существу горизонтальный участок канала и колено, соединяющее оба участка, с транспортировкой твердых частиц между двумя последовательными реакционными зонами посредством следующих операций: введение твердых частиц, поступающих из реакционной зоны (i) или (i+1) через верхний конец по существу вертикального участка канала упомянутого клапана; нагнетание контрольного газа с заданным аэрационным расходом на входе колена упомянутого клапана; контроль условий дифференциального давления на границах немеханического(их) клапана(ов) для регулирования расхода твердых частиц в по существу горизонтальном участке канала упомянутого клапана в зависимости от аэрационного расхода, питание последовательной реакционной зоны (i+1) или (i) петли твердыми частицами, выходящими из немеханического клапана или немеханических клапанов.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано при создании энергетических установок, потребляющих в качестве топлива природный газ, другие виды газообразного топлива, например биогаз, а также легкие металлы, например алюминий.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для нагрева технологических сред в нефтегазовой и других отраслях промышленности. Способ включает многостадийный нагрев теплоносителя газами окисления, при этом на каждую стадию подают часть теплоносителя и часть топлива, на первой стадии газы окисления получают каталитическим окислением газотопливной смеси, полученной смешением нагретого воздуха и первой части топлива, а на каждой последующей стадии газы окисления получают каталитическим окислением газотопливной смеси, полученной смешением газов окисления предыдущей стадии и одной из остальных частей топлива. При этом воздух нагревают за счет охлаждения газов окисления последней стадии, которые затем выводят, а технологическую среду нагревают за счет охлаждения смеси нагретых частей теплоносителя. Подачу топлива и теплоносителя на каждую стадию регулируют в зависимости от максимальной и минимальной температур катализатора. Изобретение повышает коэффициент полезного действия, снижает энергозатраты и металлоемкость оборудования, а также расширяет ассортимент теплоносителей и нагреваемых сред. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к нефтедобывающей промышленности и может быть использовано в процессе добычи жидких углеводородов, в частности для вынужденного бездымного сжигания жидких углеводородов, в том числе нефти, накапливаемой в период пробной эксплуатации и исследования нефтяных скважин непосредственно на промысле, а также на морских нефтяных платформах. Горизонтальная факельная установка для сжигания жидких углеводородов содержит трубопроводы подвода нефти и сжатого воздуха, поворотное устройство, которое выполнено в виде шарнира поворотного трубного и установлено с возможностью позиционирования оголовка факельной установки при изменении направления ветра, расположенные горизонтально и установленные параллельно друг другу, оснащенные оголовком факельные стволы подачи нефти и сжатого воздуха, дежурную горелку, закрепленную к факельным стволам, раму-основание, на которой смонтированы все элементы установки. Каждый из стволов подачи нефти и сжатого воздуха соединен с поворотным устройством, которое установлено с возможностью позиционирования оголовка по дуге 270°, при этом соотношение диаметра факельных стволов к их длине составляет не менее 1:25, кроме того, установка содержит защитный экран, установленный на факельных стволах установки. Изобретение позволяет достичь полного сжигания сырой нефти. 3 ил.

Изобретение относится к трубопроводному транспорту и может быть использовано для нагрева участка трубопровода и жидкости в нем в полевых условиях, а также применимо для нагрева других протяженных объектов, таких как рельсы или балки. Устройство состоит из одной или двух отдельных секций: радиационной секции, где тепло генерируется путем каталитического сжигания газообразного топлива, и конвекционной секции, где горячие отходящие газы обеспечивают дополнительное нагрев. Радиационная секция содержит один или несколько нагревательных элементов, газораспределительную систему, систему подачи воздуха и систему запуска. Конвекционная секция представляет двухтрубную конструкцию типа «труба в трубе». Устройство имеет малый вес, широкий диапазон регулирования и высокую эффективность использования энергии, что может быть использовано при получении тепла в широком диапазоне по мощности, в широких температурных диапазонах на разных видах топлива и при создании модульных конструкций на его основе. 3 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к области энергетического машиностроения, и позволяет обеспечить эффективность и экологичность сжигания жидкого и газообразного топлива. Устройство содержит корпус, канал рециркуляции, регулирующую заслонку и выхлопную трубу. В корпусе расположены камера сгорания, конвективный газоход и пучок дымогарных труб, охлаждаемые водяной рубашкой. Камера сгорания и конвективный газоход соединены между собой каналом рециркуляции и каналом прохода дымовых газов. Конвективный газоход совмещен с пучком дымогарных труб, на выходе из которых расположены газоход и выхлопная труба. Корпус соединен с крышкой, в которой выполнены отверстие для горелки и регулирующая заслонка, позволяющая изменять сечение для прохода дымовых газов в канале рециркуляции. В верхней части корпуса расположены патрубки, предназначенные для подвода и отвода воды. Технический результат - регулирование температуры горения и дальнобойности факела, снижение металлоемкости устройства. 4 ил.

Изобретение относится к области энергетики. Способ осуществления рассредоточенного горения включает следующие этапы: инжектируют топливо в печь вдоль оси инжектирования топлива из топливной форсунки, расположенной в узле горелки; инжектируют окислитель в печь из форсунки первичного окислителя, при этом топливная форсунка и форсунка первичного окислителя расположены концентрично относительно друг друга; сжигают топливо и первичный окислитель в печи; уменьшают количество окислителя, инжектируемого из форсунки первичного окислителя; инжектируют первую и вторую струи окислителя в печь из первой и второй динамических фурм, расположенных с противоположных сторон топливной форсунки в узле горелки; инжектируют первую и вторую струи рабочего тела под углами к первой и второй струям окислителя соответственно, так что первая и вторая струи вторичного окислителя направляются под углом от оси инжектирования топлива. Изобретение позволяет снизить NOx достичь рассредоточенного горения при использовании разных видов топлив с помощью простой и компактной горелки. 2 н. и 18 з.п. ф-лы, 1 табл., 17 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в теплогенерирующих установках, работающих на природном газе. Комплексное устройство для подготовки и сжигания газообразного топлива, включающее турбулентную горелку, помещенную в амбразуру топки, в которой коаксиально расположен конвертер, состоящий из цилиндрической капсулы, выполненной из жаропрочного металла, соединенной с наружного торца камеры смешения с газовым патрубком и присоединенным к нему коаксиально паровым патрубком, фронтальная часть капсулы помещена в зону факела, внутри капсулы коаксиально помещена труба, выполненная из жаропрочного металла, состоящая из зоны конвертированного газа, с наружного торца заглушенной коническим днищем и соединенной с каналом первичного воздуха тангенциальными эллиптическими патрубками выпуска конвертированного газа и зоны риформинга, где труба выполнена перфорированной и покрытой с наружной и внутренней сторон слоем никелевого катализатора на керамической основе, причем тангенциальные эллиптические патрубки выпуска конвертированного газа проходят через кольцевую камеру нагрева парогазовой смеси, расположенную между внутренней поверхностью капсулы и наружной поверхностью трубы, на входе в которую расположены лопатки завихрителя. Техническим результатом изобретения является увеличение экономической и экологической эффективности комплексного устройства для подготовки и сжигания газообразного топлива за счет упрощения его конструкции и компоновки конвертера в составе горелки. 4 ил.

Изобретение относится к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим при горении перегретый водяной пар. Горелочное устройство содержит корпус с топкой. В корпусе размещен парогенератор перегретого водяного пара, а в дне топки установлена форкамера. Парогенератор состоит из бачка-испарителя, паросепаратора и пароперегревателя в виде трубки с полыми стенками. Внутри парогенератора, соосно с пароперегревателем, размещен держатель с двумя паровыми форсунками. Одна форсунка распылительным отверстием направлена внутрь пароперегревателя, а другая - внутрь форкамеры. Технический результат - повышение температуры горения в объеме топки, приводящий к эффекту самоочистки устройства, повышающий полноту сгорания топлива. 1 ил.
Наверх