Генератор инертного газа

 

ОП ИС

ИЗОБР

К АВТОРСКОМУ

Союз Советскни

Социалистмческиа

Республик

)740964

=Ф(61) Дополнительное к в (22) Заявлено 16.10. у

5l)M. Кл.

Е 21 F 5/00 с присоединением заявк (23) Приоритет

Опубликовано 15.

3Ъеудерстееииый комитет

СССР ао делам изобретений и етеритнй

53) УДК 622..822. 002. 54 (088.8) Дата опубликова

А. И. Козлюк, Б Л. Макаренко, Л. Д. Вишневский, И. В. Колышенко, В. В. Василенко, В. А. Котельников, В. И. Кухно и А. Д. Резник (72) Авторы изобретения

Всесоюзный научно-исследовательский институт горноспасательного дела (7I) Заявитель (54) ГЕНЕРАТОР ИНЕРТНОГО ГАЗА

Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам для предотвращения .взрывов или ручных пожаров, используемых в угольной промышленности при ведении горно-спасательных работ в шахтах. 5 .Известен генератор инертного газа по авт. св. N 315761, включающий воздушно-реактивный двигатель. для создания газового потока, эжекторный канал, систему подачи топлива, устройство для подачи топлива, выполненное в виде коллектора с насадками, камеру дожигания с водяной рубашкой и систему подачи воды и устройство для подачи воды для охлаждения и увлажнения газового потока P).

В известном генераторе на охлаждение продуктов сгорания подается до 30 м / ч воды, причем испаряется и уносится с парогазовой смесью, имеющей температуо

3 ру 90 С, не более 30-359o(9,5 м / ч), остальная вода не испаряется, поскольку парогазовая смесь находится в состоянии насыщения. Нагреваясь в процессе кон2 вективного теплообмена с парогазовой о смесью до 45-50 С, капли диспергированной воды попадают на стенки направляющего трубопровода, стекают в его нижнюю часть и далее на почву выработки.

Недостатком известного генератора является большой расход охлаждающей воды. Кроме того, наличие большого количества неиспарившейся воды и конденсата на выходе из генератора затрудняет его эксплуатацию, в особенности при подаче парогазовой смеси по направляющему трубопроводу, нроложенному в наклонных выработках по восстанию пласта, а также

B горизонтал ьных Bblp860TKBx npH HGIIOJIb» зовании гибких вентиляционных труб.

Целью изобретения является повышение эффективности работы генератора и снижение расхода водь1 на охлаждение продуктов сгорания за счет повторногоиспользования неиспарившейся воды и конденсата.

740964 а

Насыщенная парогазовая с .".есь поступает в диффузор 11 водоотделительного устройства 10, расширяется в нем, что способствует выпадению влаги, и далее о- 5 через конфузор 12 поступает на выход генератора. Капли диспергированной жидкости, содержащейся в центральной части потока парогазовой смеси, отражаются обтекателем 18 на стенки водоотделительного устройства 10, поступают через перфорацию 13, выполненную на боковой наб» поверхности конфузора 12, в полость колья цевой камеры 15, стекают в ее нижнюю часть, откуда по трубопроводу 16 с по15 мощью струйного насоса 17 отводятся в систему 8 подачи воды для повторного использова ния на охлаждение продуктов сгорания, Наличие водоотдельного устройства позволяет собрать неиспарившуюся воду и конденсат и отвести их в систему подачи водь1 для повторного использования при охлаждении продуктов сгорания предлагаемого генератора.

25 Благодаря этому удается уменьшить расход воды из пожарооросительного трубопровода.

Величину снижения расхода воды на охлаждение продуктов сгорания можно

30 определить из уровнения теплового баланса количеств тепла, которое. отводится в известном и предлагаемом генераторе путем конвективного теплообмена с дис-! пергированной водой.

35 Для известного генератора

Q=c-c(t„-t1, (2) Это достигается тем, что генератор инертного газа снабжен водоотделительным устройством, выполненным в виде состыкованных между собой диффузора и конфузора, боковая поверхность к торого выполнена перфорированной и заключена в кожух, образующий с конфузором кольцевую камеру, нижняя часть которой соединена посредством трубопр вода с системой подачи воды, при этом диффузор примыкает к камере дожигания, а водоотделительное устройство с жено обтекателем, установленным внутр диффузора.

На чертеже изображен генератор ине ного газа в продольном разрезе.

Генератор инертного газа содержит воздушно-реактивный двигатель 1, эжек торный канал 2, систему 3 подачи топлива, устройство 4 для подачи топлива, выполненное в виде коллектора с насад ками, камеру 5 дожигания, снабженную водяной рубашкой 6, перфорированную воронку, которая образована решеткой 7, систему 8 для подачи воды и устройств

9 для подачи воды для охлаждения и ув лажнения исходящего газового потока и водоотделительное устройство 10, включающее диффузор 11, состыкованный с конфузором 12 на боковой поверхности которого выполнена перфорация 13 и установлен ко>ьух 14, образующий кольцевую камеру 15. Нижняя часть камерь

15 ".îåäèíåíà трубопроводом 16 через струйный насос 17 с системой 8 подачи воды. В диффузоре 11 на пилонах установлен обтекатель 1 8

Работает генератор следующим образом.

Выхлопные газы воздушно-реактивного двигателя 1 выбрасываются в эжекторный канал 2, подсасывают воздух из окружающей среды и перемешиваются с ним„При этом образуется газовоздушная смесь, в, которую при помощи уст ройства 4 подается топливо, например керосин. Топливо в газовоздушной смеси испаряется, перемешивается с ней и поступает в камеру дожигания 5. В камере дожигания происходит сгорание топливовоздушной смеси и образование инерт» ной газовой среды с низким содержанием кислорода. На выходе из сужающегося сопла камеры дожигания и продукты сгорания с помощью устройства 9 подают воду, которая, испаряясь, охлаждает их, прп этом образуется насыщенная парогао зовая смесь, имеюшая температуру 90 С. где С - удельная теплоемкость воды, 40 ккзл/кг С о

Э

G = 30 9,5 = 20,5 м /ч -количество диспергированной воды;

= 50 С - конечная температура воды; — 20 С вЂ” начальная температура

45 воды.

В предлагаемом генераторе в результате повторного использования воды ее конечная температура может быть соизмерима с температурой парогазовой смеси.

5о Принимая 1„=80 С, получим о где & - количество диспергированной

55 воды в предлагаемом генераторе, и / ч °

Приравнивая выражение (1) и (2), получим с6(1 -Ф.„)=cm 8 K„l, 74096

5 . О-2О . 2o5 — ИО 2уж I ц с -Ь 6О-2О н Гаким образом, использование изобре тения позволяет снизить расход .воды в предлагаемом генераторе на 34% по сравнению с известным по авт. св.

¹ 315761.

Благодаря этому от одного пожарооро10 сительного трубопровода можно одновременно с работой генератора установить водяную завесу в выработке с сечением

6 м (на 2 м 2 больше, чем в известном случае), если дополнительно подать на очаг горения от 5000 до 10000 м /ч высокократной пены.

Все это в результате, повышает эффективность тушения подземных пожаров.

Кроме того, наличие водоотделительного устройства позволяет улучшить условия эксплуатации генератора при подаче, парогазовой смеси по направляющему трубопроводу, проложенному вверх по наклонным выработкам, а также по трубо2 проводу из гибких вентиляционных труб, т.е. расширяются тактические воэможности применения генератора при тушении по жаров в сложных горнотехнических условиях.

4 6

Формула изобретения

1. Генератор инертного газа по авт. св. и 315761, о т л и ч а ю ш и й— с я тем, что, с целью повышения эффективности работы генератора и снижения расхода воды на охлаждение продуктов сгорания за счет повторного использования неиспарившейся воды и конденсата, генератор инертного газа снабжен водоотделительным устройством, выполненным в виде состыкованных между собой диффузора и конфузора, боковая по верхность которого выполнена перфорированной и заключена в кожух, обраэуюшийс конфуэором кольцевую камеру, нижняя часть которой соединена посредством трубопровода с системой подачи воды, при этом диффузор примыкает к камере дожигания.

2. Генератор по п. 1, о т л и ч а юш и и с я тем, что водоотделительное устройство снабжено обтекателем, установленным внутри диффузора.

Источники информации.

) / принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 315761, кл; Е 21 Р 5/00, 1969 (прототип) .

Составитель Э. Руднева

Редактор Г. Моэжечкова Техред И.Асталош Корректор М. Пожо тк;зтн

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-З5, Раушская наб., д, 4/5

Филиал ППП "Патент, r, Ужгород, ул. Проектная, 4