Газогенератор непрерывного действия



Газогенератор непрерывного действия
Газогенератор непрерывного действия
Газогенератор непрерывного действия
F23B60/02 - Устройства для сжигания твердого топлива (для одновременного или попеременного сжигания кускового с другим видом топлива F23C 1/00; устройства для сжигания в псевдоожиженном слое F23C 10/00; сжигание низкосортного топлива и мусора F23G; колосниковые решетки F23H; подача твердого топлива в устройства для сжигания F23K; конструктивные элементы камер сгорания, не отнесенные к другим подклассам F23M; бытовые отопительные устройства F24; котлы центрального отопления F24D; автономные компактные котлы F24H)

Владельцы патента RU 2654462:

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" (RU)

Изобретение относится к газогенератору непрерывного действия. При этом газогенератор характеризуется тем, что в цилиндрической части корпуса установлен поршень со штоком, на верхнем торце которого установлен магнит и закреплен гибкий трос, соединенный с электроприводом подъемного механизма; на крышке корпуса газогенератора установлена штанга с закрепленными на ней датчиками нижнего и верхнего положения уровня топлива, а на верхнем торце штанги установлен стопорный механизм; сбоку от корпуса газогенератора установлен механизм загрузки топлива, включающий в себя бункер, соединенный с корпусом газогенератора шнековым каналом, причем конец канала, присоединенный к бункеру, содержит приводной шнек, шток которого соединен с валом электродвигателя, а конец канала, присоединенный к корпусу газогенератора, - электромеханическую заслонку, снабженную электроприводом; выходы датчиков нижнего и верхнего положения уровня топлива подключены к измерительным входам блока управления, а силовые выходы последнего подключены соответственно к электроприводу подъемного механизма, стопорному механизму, электродвигателю приводного шнека и электроприводу электромеханической заслонки. Использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить непрерывную работу газогенератора, работающего на древесных отходах. 1 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к устройствам для получения газообразного топлива из твердого углеродосодержащего возобновляемого сырья, например древесины или торфа, с воздухом, подаваемым через решетку, в которых топливо горит без существенного движения. Устройство промышленно применимо в области малой энергетики и может быть использовано для получений электрической и тепловой энергии.

Из уровня техники известен газогенератор (SU 59564 A1, МПК C10J 3/20, C10J 3/30, C10J 3/32, опубл. 31.03.1941), содержащий вертикальный шнек для подачи топлива с осевой полостью для прохода газа, под которым помещена решетка, предназначенная для уплотнения сверху слоя топлива в шахте газогенератора, при этом решетка снабжена разрыхлителем.

Недостатком газогенератора является отсутствие в его конструкции узлов автоматического контроля загрузки камеры и необходимости подстраивать подачу топлива в зависимости от его нагрузки.

Наиболее близким техническим решением к заявленному изобретению и выбранному в качестве прототипа признана газогенераторная установка (RU 2495711 C2, МПК B01J 7/00, опубл. 07.07.2011), которая содержит систему подачи твердого топлива и систему отвода золы, камеру газификации, колосниковую решетку, фурму с воздуховодом, газоотводный патрубок с газоотводящей системой, систему автоматической подачи твердого органического топлива. Система автоматической подачи твердого органического топлива состоит из конусообразного корпуса, суженная часть которого находится внутри корпуса газогенераторной установки, а расширенная часть имеет бункер-горловину для загрузки твердого органического топлива.

Недостатком технического решения является отсутствие в системе автоматической подачи топлива средств контроля, что ограничивает возможность автоматического регулирования работы установки и делает невозможным реализацию непрерывного режима работы газогенератора.

Технической задачей, на решение которой направлено заявленное изобретение, является обеспечение непрерывной работы газогенератора, работающего на древесных отходах, при переменной нагрузке в течение длительного периода времени без участия технического персонала.

Указанная задача решена за счет того, что заявленный газогенератор непрерывного действия содержит корпус, в цилиндрической части которого установлен поршень со штоком, на верхнем торце которого установлен магнит и закреплен гибкий трос, соединенный с электроприводом подъемного механизма. На крышке корпуса газогенератора установлена штанга с закрепленными на ней датчиками нижнего и верхнего положения уровня топлива, а на верхнем торце штанги установлен стопорный механизм.

Сбоку от корпуса газогенератора установлен механизм загрузки топлива, включающий в себя бункер, соединенный с корпусом газогенератора шнековым каналом, причем конец канала, присоединенный к бункеру, содержит приводной шнек, шток которого соединен с валом электродвигателя, а конец канала, присоединенный к корпусу газогенератора, - электромеханическую заслонку, снабженную электроприводом.

Выходы датчиков нижнего и верхнего положения уровня топлива подключены к измерительным входам блока управления, а силовые выходы последнего подключены соответственно к электроприводу подъемного механизма, стопорному механизму, электродвигателю приводного шнека и электроприводу электромеханической заслонки.

Положительным техническим результатом, обеспечиваемым указанной совокупностью конструктивных признаков газогенератора, является возможность его непрерывной работы в течение требуемого периода времени в режиме автоматической подачи топлива.

Устройство газогенератора поясняется чертежами, где на фиг. 1 показана структурная схема газогенератора, а на фиг. 2 - структурная схема блока управления.

Газогенератор непрерывного действия устроен следующим образом.

Основой газогенератора служит корпус 1, в цилиндрической части которого установлен поршень 2 со штоком 3, на верхнем торце которого установлен магнит 4 и закреплен гибкий трос 5, соединенный с электроприводом подъемного механизма 6. На крышке корпуса газогенератора установлена штанга 7 с закрепленными на ней датчиками нижнего и верхнего положения уровня топлива 8 и 9, а на верхнем торце штанги установлен стопорный механизм 10.

Сбоку от корпуса газогенератора установлен механизм загрузки топлива, включающий в себя бункер 11, соединенный с корпусом газогенератора шнековым каналом 12, причем конец канала, присоединенный к бункеру, содержит приводной шнек 13, шток которого соединен с валом электродвигателя 14, а конец канала, присоединенный к корпусу газогенератора, - электромеханическую заслонку 15, снабженной электроприводом.

Выходы датчиков нижнего и верхнего положения уровня топлива 8 и 9 подключены к измерительным входам блока управления 16, а силовые выходы последнего подключены соответственно к электроприводу подъемного механизма 6, стопорному механизму 10, электродвигателю 14 приводного шнека 13 и электроприводу 17 электромеханической заслонки 15.

Датчики верхнего и нижнего положения штока могут быть любого типа: магнитные, индукционные, оптические, Холла или другие известные. Стопорный механизм 10 может быть выполнен в виде электромагнитного тормозного устройства, состоящего из зажима, управляемого электромагнитной катушкой, или другого известного стопорного устройства, управляемого электрическим сигналом. Емкость бункера 11 определяется периодом времени непрерывной работы газогенератора без участия технического персонала.

Блок управления 16 выполнен в виде микропроцессорной системы, содержащей микроконтроллер 18, включающий в себя память программ и данных (на структурной схеме условно не показаны), микропроцессор 19 с подключенными к нему тремя восьмиразрядными универсальными двунаправленными портами ввода-вывода 20, двумя входами внешних прерываний 21 и энергонезависимой электрически перепрограммируемой памятью 22.

При этом четыре линии первого порта ввода-вывода 20 подключены к силовым выходам блока управления, к первому и второму входам внешних прерываний 21 подключены измерительные входы блока управления, ко второму порту ввода-вывода подключен блок индикации 23, включающий LCD-индикатор 24, обеспечивающий вывод текстовой информации, и TFT-дисплей 25, обеспечивающий вывод, преимущественно, графической информации, а к третьему порту ввода-вывода подключен блок ввода данных, выполненный в виде клавиатуры 26.

Устройство работает следующим образом.

По мере сгорания топлива, поршень 2 со штоком 3 под действием силы тяжести (или пружины, неуказанной на фиг. 1) опускается до уровня нижнего положения. В нижнем положении магнит 4 совмещается с датчиком нижнего положения уровня топлива 8, при этом сигнал с датчика 8 поступает на первый измерительный вход блока управления 16. Регистрируя срабатывание датчика, блок управления 16 включает электродвигатель подъемного механизма 6 и поршень 2 со штоком 3 перемещается в верхнее положение до совмещения магнита 4 с датчиком верхнего положения топлива 9, который передает сигнал на второй измерительный вход блока управления 16.

Регистрируя срабатывание датчика, блок управления передает управляющий сигнал стопорному механизму 10 и стопорит поршень 2 со штоком 3 в верхнем положении. Одновременно с этим блок управления включает электропривод 14 приводного шнека 13 и электропривод 17 электромеханической заслонки 15.

За счет открытия электромеханической заслонки 15 и одновременного вращения приводного шнека 13 происходит подача твердого топлива из бункера 11 по шнековому каналу 12 в корпус 1 газогенератора, при этом продолжительность загрузки определяется экспериментальным путем и задается программно с помощью блока ввода данных 26, при этом уставки сохраняются в энергонезависимой памяти 22 микроконтроллера 18 и могут визуально контролироваться оператором установки с помощью блока индикации 23.

После завершения процесса загрузки топлива блок управления 16 подает управляющий сигнал электродвигателю 14 приводного шнека 13 и останавливает его; далее включает электропривод 17 электромеханической заслонки 15, при этом последняя перекрывает шнековый канал 12, одновременно перекрывая подсос воздуха в зону горения; затем блок управления расстопоривает поршень 2 путем подачи управляющего сигнала стопорному механизму 10.

Поршень 2 со штоком 3 под действием собственного веса опускается до текущего уровня загрузки топлива, после чего начинается процесс сжигания топлива, по мере его выгорания поршень опускается до нижнего положения, затем повторяется цикл автоматической загрузки топлива.

1. Газогенератор непрерывного действия, содержащий корпус, отличающийся тем, что в цилиндрической части корпуса установлен поршень со штоком, на верхнем торце которого установлен магнит и закреплен гибкий трос, соединенный с электроприводом подъемного механизма; на крышке корпуса газогенератора установлена штанга с закрепленными на ней датчиками нижнего и верхнего положения уровня топлива, а на верхнем торце штанги установлен стопорный механизм; сбоку от корпуса газогенератора установлен механизм загрузки топлива, включающий в себя бункер, соединенный с корпусом газогенератора шнековым каналом, причем конец канала, присоединенный к бункеру, содержит приводной шнек, шток которого соединен с валом электродвигателя, а конец канала, присоединенный к корпусу газогенератора, - электромеханическую заслонку, снабженную электроприводом; выходы датчиков нижнего и верхнего положения уровня топлива подключены к измерительным входам блока управления, а силовые выходы последнего подключены соответственно к электроприводу подъемного механизма, стопорному механизму, электродвигателю приводного шнека и электроприводу электромеханической заслонки.

2. Газогенератор непрерывного действия по п. 1, отличающийся тем, что датчики верхнего и нижнего положения штока выполнены магнитными.

3. Газогенератор непрерывного действия по п. 1, отличающийся тем, что датчики верхнего и нижнего положения штока выполнены индукционными.

4. Газогенератор непрерывного действия по п. 1, отличающийся тем, что датчики верхнего и нижнего положения штока выполнены в виде датчиков Холла.

5. Газогенератор непрерывного действия по п. 1, отличающийся тем, что стопорный механизм выполнен в виде электромагнитного тормозного устройства, состоящего из зажима, управляемого электромагнитной катушкой.

6. Газогенератор непрерывного действия по п. 1, отличающийся тем, что блок управления выполнен на основе микропроцессорной системы, содержащей микроконтроллер, включающий в себя память программ и данных, микропроцессор с подключенными к нему тремя восьмиразрядными универсальными двунаправленными портами ввода-вывода, двумя входами внешних прерываний и энергонезависимой электрически перепрограммируемой памятью.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к энергетике, а именно к системам генерации тепла и электроэнергии. Когенератор на твердом биотопливе содержит воздушный компрессор, электрический генератор и турбину для привода компрессора, согласно изобретению содержит эжектор, выполненный с камерой смешения воздуха и продуктов сгорания топлива, бункер твердого биотоплива, пеллетную горелку, вторую турбину для привода электрического генератора, при этом получаемая в камере смешения смесь продуктов сгорания и воздуха использована для работы турбин и переноса тепла в отапливаемые помещения.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для сжигания электроположительного металла, который выбран из щелочных, щелочноземельных металлов, алюминия и цинка и/или их сплавов и/или смесей, с горючим газом содержит первое сопло (1), сначала сужающееся в поперечном сечении, к которому подается газ-носитель и которое выполнено с возможностью распыления электроположительного металла с газом-носителем, первое устройство (1') подачи для газа-носителя к первому соплу (1), которое выполнено с возможностью подачи газа-носителя к первому соплу (1), контейнер (3), который выполнен с возможностью подготовки электроположительного металла в виде жидкости или в виде порошка с частицами, имеющими размер частиц менее 100 мкм, второе устройство (2') подачи для электроположительного металла к первому соплу (1), которое выполнено с возможностью направления электроположительного металла из контейнера (3) к первому соплу (1), и горелку (4), которая выполнена с возможностью сжигания электроположительного металла с горючим газом.

Изобретение относится к области теплоэнергетики и предназначено для получения тепловой энергии и отопления производственных и жилых помещений. Перед сжиганием твердого биотоплива его подают в зону горения сверху вниз и предварительно подогревают вместе с воздухом, твердые остатки горения: шлак и зола, автоматически удаляются из зоны горения в золосборник новыми порциями топлива и потоком воздуха, движение которого обеспечено перепадом давления в результате разницы температур между внешней средой и внутри сжигающего устройства, газовые остатки отводят из топки в атмосферу.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для зонированного центробежного сжигания топлива содержит верхнюю камеру сгорания, выполненную с возможностью подавать через нее топочный воздух в камеру сгорания и выпускать из нее колонну огня, образующуюся в процессе сжигания топлива с использованием топочного воздуха, нижнюю камеру сгорания, соединенную с нижней частью упомянутой верхней камеры сгорания, при этом упомянутая нижняя камера сгорания выполнена с возможностью подачи в нее топлива и с возможностью подачи из нее топлива в камеру сгорания с обеспечением перемешивания топлива с топочным воздухом для идеального его сжигания, трубку подачи воздуха, один конец которой разделен на верхнее ответвление трубки подачи воздуха и нижнее ответвление трубки подачи воздуха, при этом упомянутое верхнее ответвление трубки подачи воздуха отклонено кверху, а нижнее ответвление трубки подачи воздуха отклонено книзу с обеспечением возможности подачи топочного воздуха соответственно в верхнюю камеру сгорания и нижнюю камеру сгорания, узел вихреобразования, соединенный с нижней камерой сгорания и выполненный с возможностью поддерживать центробежную силу для топочного воздуха при протекании в нижней камере сгорания процесса воспламенения, средство подачи топлива, выполненное на нижнем конце узла вихреобразования и содержащее топливный питатель-дозатор, выполненный с возможностью подавать топливо в нижнюю камеру сгорания в фиксированном количестве, и камеру переработки золы, расположенную на одной стороне упомянутого узла вихреобразования и выполненную с возможностью улавливания и переработки золы, шлака и взвешенного в газовой среде пепла, образующихся при сжигании топлива.

Изобретение относится к теплоэнергетике и предназначено для термического обезвреживания дробленых древесных отходов 3 класса опасности, например старых железнодорожных шпал, пропитанных антисептическими средствами (каменноугольным креозотовым пропиточным маслом), древесно-стружечных плит (ДСП), древесно-волокнистых плит (ДВП), отходов мебельных производств, с целью утилизации тепла, при содержании в их продуктах сгорания малой концентрации вредных и канцерогенных веществ.

Изобретение относится к теплоэнергетике. Котел длительного горения представляет собой огнестойкий герметичный теплоизолированный корпус достаточного размера для перемещения в нем человека, с герметичной входной дверью на передней стенке.

Настоящее изобретение относится к области сжигания твердого топлива в топочных узлах котлов отопления. Топочный узел котла отопления включает горелку 2, воздушную камеру 1, шнек 7 подачи топлива из бункера на сжигание, котел, устройство подачи воздуха 13, выносной блок автоматики 17.

Изобретение относится к установкам для получения тепловой энергии из твердого топлива и может применяться в котельных жилищно-коммунальных хозяйств и в установках промышленного назначения.

Изобретение относится к области энергетики. Твердотопливный питатель содержит бункер, размещенный над топкой, выпускное отверстие которого сообщено через камеру топливоподачи с поверхностью колосниковой решетки, снабженной кривошипно-шатунным механизмом ее возвратно-поступательного движения, и привод этого механизма, при этом в полости камеры топливоподачи размещены дозатор топлива, верхняя и нижняя шиберные заслонки, установленные с возможностью поворота вокруг горизонтальных осей, параллельных передней стенки топки, и отбойный лист с наклоном не меньше угла скольжения угля по стали.

Изобретение относится к котлам на твердом топливе. Твердотопливный жаротрубный котел содержит фронтовой узел загрузки твердого топлива, горизонтальную цилиндрическую емкость котловой воды и вставленную в нее эллиптическую жаровую трубу с горизонтально ориентированной эллипсностью, оканчивающуюся цилиндрической огневой поворотной камерой с отводящими дымогарными трубами, нижняя часть огневой поворотной камеры снабжена штуцером, образующим охлаждаемую шлаковую шахту.

Группа изобретений относится к области горения и газификации твердых топлив и предназначена для получения генераторного газа, в том числе силового или синтетического газа, в области когенерации электрической и тепловой энергии или полигенерации с дополнительным производством СЖТ, метанола и прочих химических продуктов из подготовленного низкосортного твердого топлива.

Изобретение относится к области химической технологии и теплоэнергетики на основе переработки топливной биомассы путем газификации с получением горючего газа, содержащего оксид углерода и водород.

Изобретение относится к области химической технологии и теплоэнергетики на основе переработки топливной биомассы, включая утилизацию твердых органических углеродсодержащих отходов, путем газификации с получением горючего газа для последующего производства тепловой и электрической энергии.

Изобретение относится к области химической технологии и теплоэнергетики на основе переработки топливной биомассы путем газификации с получением горючего газа. Способ газификации топливной биомассы в плотном слое, перемещающемся вдоль оси вращающегося вокруг своей оси наклонного цилиндрического реактора, включает загрузку твердого измельченного биотоплива в реактор, подачу в реактор газифицирующего агента - воздуха со стороны реактора, где происходит накопление твердых отходов газификации - золы, перемещение загруженного топлива вдоль оси реактора, вывод золы и горючего топливного газа из реактора с фильтрацией газового потока через слой загруженной топливной биомассы.

Изобретение относится к утилизации органических отходов, а именно к устройствам для их переработки путем пиролиза с получением генераторного газа, и может быть использовано для утилизации отходов заводов по производству риса и овса с получением аморфного кремнийсодержащего остатка.

Изобретение относится к области горения и газификации твердых топлив и предназначено для получения генераторного газа, в том числе силового или синтетического газа, и может быть использовано в области производства электрической и тепловой энергии или полигенерации.

Изобретение относится к области производства газов, содержащих монооксид углерода и водород, из твердых углеродсодержащих веществ при помощи процессов частичного окисления и может быть использовано в энергетике.

Предложен способ обеспечения теплом и электричеством компактных автономных объектов, расположенных в полевых условиях. Согласно способу в пиролизном котле, установленном в автономном объекте, сжигают твердое топливо в верхней части котла 1 с недостаточным количеством окислителя и дожигают пиролизный газ в нижней части котла 2, где подогревают теплоноситель замкнутой системы отопления 10, при этом часть пиролизного газа из верхней части котла 1 выводят наружу, отчищают от примесей и подают в двигатель внутреннего сгорания 8, на валу которого установлен электрогенератор 9.

Изобретение относится к газификации биомассы и может быть использовано в химической промышленности и в энергетике. Устройство газификации содержит зону пиролиза А биомассы для нагревания биомассы в неокислительной атмосфере или в атмосфере газовой смеси из неокислительного газа и пара; зону риформинга В газа для нагревания газа, образованного в зоне пиролиза биомассы, в присутствии пара; и множество предварительно нагретых гранул и/или комков 3, последовательно перемещаемых из зоны риформинга В газа в зону пиролиза А биомассы.

Настоящее изобретение относится к способу производства кокса в ходе газификации с косвенным нагреванием. В способе частицы угля подают в реактор газификации и технологический газ, подаваемый в ходе газификации, восстанавливают в нем до синтез-газа.

Изобретение относится к химическому машиностроению в области переработки углеводородного сырья и может быть использовано в производстве для получения синтез-газа, синтетической нефти, топлива для двигателей внутреннего сгорания.

Изобретение относится к газогенератору непрерывного действия. При этом газогенератор характеризуется тем, что в цилиндрической части корпуса установлен поршень со штоком, на верхнем торце которого установлен магнит и закреплен гибкий трос, соединенный с электроприводом подъемного механизма; на крышке корпуса газогенератора установлена штанга с закрепленными на ней датчиками нижнего и верхнего положения уровня топлива, а на верхнем торце штанги установлен стопорный механизм; сбоку от корпуса газогенератора установлен механизм загрузки топлива, включающий в себя бункер, соединенный с корпусом газогенератора шнековым каналом, причем конец канала, присоединенный к бункеру, содержит приводной шнек, шток которого соединен с валом электродвигателя, а конец канала, присоединенный к корпусу газогенератора, - электромеханическую заслонку, снабженную электроприводом; выходы датчиков нижнего и верхнего положения уровня топлива подключены к измерительным входам блока управления, а силовые выходы последнего подключены соответственно к электроприводу подъемного механизма, стопорному механизму, электродвигателю приводного шнека и электроприводу электромеханической заслонки. Использование предлагаемого изобретения позволяет обеспечить непрерывную работу газогенератора, работающего на древесных отходах. 1 н. и 5 з.п. ф-лы, 2 ил.

Наверх