RU128697U1

RU128697U1 - VORTEX FUEL WITH GAS DISCHARGE WINDOW (OPTIONS)

Info

Publication number: RU128697U1
Application number: RU2011147584/06U
Authority: RU
Inventors: Евгений Михайлович Пузырев; Вадим Алексеевич Голубев; Михаил Евгеньевич Пузырев
Original assignee: Евгений Михайлович Пузырев; Вадим Алексеевич Голубев; Михаил Евгеньевич Пузырев
Priority date: 2011-11-23
Filing date: 2011-11-23
Publication date: 2013-05-27

Abstract

1. Вихревая топка с газоотводящим окном, которое имеет расположенное в нем и направленное в топку кольцевое сопло дожигающего дутья, отличающаяся тем, что газоотводящее окно выполнено, по крайней мере, из одного кольцевого коллектора, включенного в рассечку труб топочного экрана, образующего стену топки, причем кольцевое сопло дожигающего дутья выполнено выступающим в топку.2. Вихревая топка по п.1, отличающаяся тем, что газоотводящее окно располагается на топочном экране, установленном над вихревой топкой горизонтально или с небольшим наклоном.3. Вихревая топка с газоотводящим окном, которое имеет расположенное в нем и направленное в топку кольцевое сопло дожигающего дутья, отличающаяся тем, что газоотводящее окно выполнено из пучка труб топочного экрана, отогнутых вовнутрь топки и вставленных в кольцевой коллектор.4. Вихревая топка по п.3, отличающаяся тем, что газоотводящее окно располагается на топочном экране, установленном над вихревой топкой горизонтально или с небольшим наклоном.5. Вихревая топка с газоотводящим окном, которое имеет расположенное в нем и направленное в топку кольцевое сопло дожигающего дутья, отличающаяся тем, что газоотводящее окно выполнено выступающим в топку, причем в виде «беличьего колеса» из пучка труб, вставленных в кольцевые коллекторы, которые подключены к трубам поточного экрана, образующим стену топки.6. Вихревая топка по п.5, отличающаяся тем, что газоотводящее окно располагается на топочном экране, установленном над вихревой топкой горизонтально или с небольшим наклоном.7. Вихревая топка с газоотводящим окном, которое имеет расположенное в нем и направленное в топку кол1. A swirl chamber with a gas outlet window, which has an annular afterburning nozzle located in it and directed into the furnace, characterized in that the gas outlet window is made of at least one annular manifold included in the cutting of the furnace screen tubes forming the furnace wall, moreover, the annular nozzle of the afterburning blast is made protruding into the furnace. 2. The vortex furnace according to claim 1, characterized in that the gas outlet window is located on the furnace screen mounted horizontally or slightly inclined above the vortex furnace. A swirl chamber with a gas outlet window, which has an annular blast nozzle located in it and directed into the furnace, characterized in that the gas outlet window is made of a bundle of tubes of the furnace screen, bent into the furnace and inserted into the annular collector. 4. Vortex furnace according to claim 3, characterized in that the gas outlet window is located on the furnace screen mounted horizontally or slightly inclined above the vortex furnace. A vortex furnace with a gas outlet window, which has an annular blast nozzle located in it and directed into the furnace, characterized in that the gas outlet window is protruding into the furnace, moreover, in the form of a “squirrel wheel” from a tube bundle inserted into ring collectors that are connected to pipes of the flow screen forming the wall of the furnace. 6. Vortex furnace according to claim 5, characterized in that the gas outlet window is located on the furnace screen mounted horizontally or slightly inclined above the vortex furnace. Vortex furnace with a gas outlet window, which has a stake located in it and directed into the furnace

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может использоваться в промышленных котлах и топочных устройствах, а именно в топках с вихревым сжиганием твердого топлива, в том числе лузги, опилок, измельченного угля и др.The utility model relates to a power system and can be used in industrial boilers and furnace devices, namely in furnaces with vortex combustion of solid fuel, including husks, sawdust, crushed coal, etc.

Известна [патент РФ №КП 2228489 «Вихревая топка»] выбранная в качестве аналога полезной модели вихревая топка с газоотводящим окном, которое установлено в вертикальной стенке топки и выполнено в виде кольцевой кладки из огнеупорного кирпича, выступающей внутрь топки и образующей аэродинамический выступ. Топка ограничена топочными стенами и экранами, оснащена системами ввода топлива и соплами подачи дутья, которые формируют в топочном объеме вихревое течение. Частицы топлива отбрасываются к стенкам центробежной силой. Они удерживаются в вихре за счет пережима стенки топки на выходе потока до размеров газоотводящего окна, а также благодаря его аэродинамическому выступу, который выполнен из кирпича.Known [RF patent No. KP 2228489 "Vortex furnace"] selected as an analogue of a utility model, a vortex furnace with a gas outlet, which is installed in the vertical wall of the furnace and made in the form of an annular masonry made of refractory brick, protruding into the furnace and forming an aerodynamic protrusion. The furnace is limited by the furnace walls and screens, equipped with fuel injection systems and blast feed nozzles, which form a vortex flow in the furnace volume. Particles of fuel are thrown to the walls by centrifugal force. They are kept in a vortex due to pinching of the furnace wall at the outlet to the size of the gas outlet window, and also due to its aerodynamic protrusion, which is made of brick.

Недостатком данного устройства является низкая надежность конструкции. Кирпичи кладки стенки и особенно кольцевой кладки аэродинамического выступа из-за тяжелых условий работы и высокотемпературных напряжений быстро разрушаются. Конструкция из кирпичной кладки ненадежна и трудновыполнима, особенно для вихревой топки с вертикальной осью вихря, то есть с расположением газоотводящего окна сверху над вихревой топкой. Практически нельзя выполнить надежно работающее газоотводящее окно, особенно значительно выступающим в вихревую топку при расположении его сверху над вихревой топкой. Недостатком также является низкая эффективность и экономичность топочного процесса, так как нет дожигания продуктов неполного сгорания, и они покидают топку с большим недожогом.The disadvantage of this device is the low reliability of the design. The masonry bricks of the wall and especially the annular masonry of the aerodynamic protrusion quickly collapse due to difficult working conditions and high-temperature stresses. The brickwork structure is unreliable and difficult to perform, especially for a vortex furnace with a vertical axis of the vortex, that is, with the location of the exhaust window above the vortex furnace. It is practically impossible to carry out a reliably working exhaust window, which protrudes significantly into the vortex furnace when it is located above the vortex furnace. The disadvantage is the low efficiency and efficiency of the combustion process, as there is no afterburning of products of incomplete combustion, and they leave the furnace with a large burnout.

Известна вихревая топка с газоотводящим окном, которое имеет расположенное в нем и направленное в топку кольцевое сопло дожигающего дутья с закручивающими лопатками, установленными на выходе из кольцевого зазора сопла. Вихревая топка ограничена топочными стенами и экранами, оснащена системой ввода топлива и соплами подачи дутья, которые формируют в топочном объеме вихревое течение. Газоотводящее окно установлено в стенке топки, в принципе оно такой же конструкции - выполнено в виде кольцевой кладки из огнеупорного кирпича. Эта более совершенная полезная модель [патент РФ №Ки 2230980 «Способ подачи дутья и топочное устройство (варианты)»] выбрана в качестве прототипа.Known vortex furnace with a gas outlet window, which has located in it and directed into the furnace ring nozzle afterburning blast with twisting blades installed at the outlet of the annular gap of the nozzle. The swirl chamber is limited by the furnace walls and screens, equipped with a fuel injection system and blast feed nozzles that form a swirl flow in the furnace volume. The gas outlet window is installed in the wall of the furnace, in principle it is of the same design - made in the form of annular masonry of refractory bricks. This more advanced utility model [RF patent No.Ki 2230980 "Method for supplying blast and furnace device (options)"] is selected as a prototype.

Сопло дожигающего дутья направлено в топку и благодаря закручивающим лопаткам, которые установлены на выходе из кольцевого зазора сопла, создает вихрь дожигающего дутья, движущийся встречно главному вихрю, который истекает из вихревой топки. Эти два вихря взаимодействуют в зоне перед, и собственно в газоотводящем окне, обеспечивают интенсивное перемешивание потоков, глубокое дожигание продуктов неполного сгорания. Отметим, что если кольцевой вихрь дожигающего дутья заглубляется в топочный объем, то он одновременно исполняет роль аэродинамического выступа, обеспечивает отбрасывание и удержание твердых частиц в вихревой топке. Поток дожигающего дутья позволяет организовать более эффективный и экономичный топочный процесс за счет дожигания продуктов неполного сгорания. Кроме того, внутренняя обечайка кольцевого сопла, по сути, образует контур газоотводящего окна, охлаждаемый воздухом.The nozzle of the afterburning blast is directed into the furnace and, thanks to the twisting blades that are installed at the outlet of the annular gap of the nozzle, creates a vortex of the afterburning blast, moving counter to the main vortex, which flows out of the vortex furnace. These two vortices interact in the zone in front, and in the gas outlet window itself, provide intensive mixing of flows, deep afterburning of products of incomplete combustion. Note that if the annular vortex of the afterburning blast deepens into the furnace volume, then it simultaneously plays the role of an aerodynamic protrusion, ensures the rejection and retention of solid particles in the vortex furnace. The stream of afterburning blast allows you to organize a more efficient and economical furnace process due to the afterburning of products of incomplete combustion. In addition, the inner shell of the annular nozzle, in fact, forms the contour of the exhaust window, cooled by air.

Недостатком данного устройства является ненадежность конструкции. Кирпич кладки стенки и кладка газоотводящего окна из-за тяжелых условий работы и высокотемпературных напряжений быстро разрушаются. Конструкция из кирпичной кладки ненадежна и трудновыполнима для вихревой топки с вертикальной осью вихря, то есть с расположением газоотводящего окна над вихревой топкой. Кольцевое сопло дожигающего дутья также не увеличивает надежность конструкции, так как расположено только в глубине газоотводящего окна. Кольцевое сопло не может быть выполнено выступающим в топку из-за опасности выгорания от высокотемпературного воздействия раскаленной обмуровки, например, при отключении дутья.The disadvantage of this device is the unreliability of the design. Brick masonry walls and masonry vent windows due to difficult working conditions and high temperature stresses are quickly destroyed. The brickwork structure is unreliable and difficult to perform for a vortex furnace with a vertical axis of the vortex, that is, with the location of the exhaust window above the vortex furnace. The annular nozzle of the afterburning blast also does not increase the reliability of the structure, since it is located only in the depth of the exhaust window. An annular nozzle cannot be made protruding into the furnace because of the danger of burnout from the high-temperature effect of the hot brick, for example, when the blast is turned off.

Задачей, на решение которой направлена предлагаемая полезная модель, является повышение надежности конструкции вихревой топки, и в частности ее газоотводящего окна.The task to which the proposed utility model is directed is to increase the reliability of the design of the vortex furnace, and in particular its gas outlet window.

В принципе, лучшими являются вихревые топки, которые обладают наиболее эффективным удержанием частиц в топочном объеме. Процессы удержания частиц за счет центробежных и гравитационных сил в вихревой топке аналогичны процессам улавливания частиц в циклоне. Соответственно, топки (и циклоны) с выдвинутым в объем камеры газоотводящим патрубком и вертикальной осью вихря более эффективны. В итоге, на основе данной аналогии конструкция вихревой топки должна иметь выступающее в топку, подверженное высокотемпературному воздействию топочной среды газоплотное газоотводящее окно со встречно направленным дожигающим дутьем и допускать возможность его верхнего расположения на потолке вихревой топки.In principle, the best are vortex furnaces, which have the most effective particle retention in the furnace volume. Particle retention processes due to centrifugal and gravitational forces in a vortex furnace are similar to particle capture processes in a cyclone. Accordingly, furnaces (and cyclones) with a gas outlet pipe extended into the chamber volume and a vertical axis of the vortex are more effective. As a result, on the basis of this analogy, the design of the vortex furnace should have a gas-tight exhaust window protruding into the furnace, subject to high-temperature exposure to the combustion medium, with an opposite direction afterburning blast, and allow the possibility of its upper arrangement on the ceiling of the vortex furnace.

Технический результат, получаемый при решении поставленной задачи, выражается в повышении надежности за счет применения охлаждаемой водой газоплотной конструкции выступающего в топку газоотводящего окна, подключенной к экранам топки - в том числе, и устанавливаемой на топочном экране, установленном над топкой горизонтально или с небольшим наклоном. Действительно, в котельно-топочной технике наиболее надежно работают только охлаждаемые водой конструкции. Например, топочные экраны и трубы и в какой-то мере охлаждаемые воздухом элементы - горелки и сопла, защищенные охлаждаемыми водой топочными экранами и трубами. Предлагается несколько вариантов исполнения и установки конструкции выступающего в топку газоотводящего окна.The technical result obtained when solving the problem is expressed in increasing reliability due to the use of a gas-tight design protruding into the furnace of the exhaust window, which is connected to the furnace screens, including one installed on the furnace screen installed horizontally or slightly inclined above the furnace, by cooling water. Indeed, in boiler-furnace technology, only water-cooled structures operate most reliably. For example, furnace screens and pipes and, to some extent, air-cooled elements - burners and nozzles, protected by water-cooled furnace screens and pipes. There are several options for the design and installation of the protruding protruding into the furnace of the exhaust window.

Среди независимых и эквивалентных с позиции технического результата вариантов выделены следующие конструкции газоотводящего окна.Among the independent and equivalent from the point of view of the technical result of the options identified the following design of the exhaust window.

1. В вихревой топке газоотводящее окно, имеющее расположенное в нем и направленное в топку кольцевое сопло дожигающего дутья, предлагается выполнить, по крайней мере, из одного кольцевого коллектора, включенного в рассечку труб топочного экрана, образующего стену топки. При этом сопло дожигающего дутья выполнено выступающим в топку.1. In a vortex furnace, a gas exhaust window having an annular afterburning nozzle located therein and directed into the furnace is proposed to be made of at least one annular collector included in the cut of the tubes of the furnace screen forming the furnace wall. In this case, the afterburning nozzle is made protruding into the furnace.

Дополнительно предлагается устанавливать эту конструкцию газоотводящего окна над топкой на расположенном горизонтально или с небольшим наклоном экране, то есть использовать ее в вихревой топке с вертикальной осью вращения.Additionally, it is proposed to install this design of the exhaust window above the firebox on a screen located horizontally or with a slight inclination, that is, use it in a swirl firebox with a vertical axis of rotation.

2. В вихревой топке газоотводящее окно, имеющее расположенное в нем и направленное в топку кольцевое сопло дожигающего дутья, предлагается выполнить из пучка труб топочного экрана, отогнутых внутрь топки и вставленных в кольцевой коллектор.2. In a vortex furnace, a gas exhaust window having an annular afterburning nozzle located in it and directed into the furnace is proposed to be made from a bundle of tubes of the furnace screen, bent into the furnace and inserted into the annular collector.

Дополнительно предлагается устанавливать эту конструкцию газоотводящего окна над топкой на расположенном горизонтально или с небольшим наклоном экране, то есть использовать в вихревой топке с вертикальной осью вращения.In addition, it is proposed to install this design of the exhaust window above the firebox on a screen located horizontally or with a slight inclination, that is, to use it in a swirl firebox with a vertical axis of rotation.

3. В вихревой топке газоотводящее окно, имеющее расположенное в нем и направленное в топку кольцевое сопло дожигающего дутья, предлагается выполнить в виде «беличьего колеса» из пучка труб, вставленных в кольцевые коллекторы, которые подключены к трубам топочного экрана, образующего стену топки, причем выступающим в топку.3. In a vortex furnace, a gas exhaust window having an annular afterburning nozzle located therein and directed into the furnace is proposed to be made in the form of a “squirrel wheel” from a tube bundle inserted into ring collectors that are connected to the tubes of the furnace screen forming the furnace wall, speakers in the furnace.

4. В вихревой топке газоотводящее окно, имеющее расположенное в нем и направленное в топку кольцевое сопло до жигающего дутья с закручивающими лопатками, установленными на выходе, предлагается выполнить выступающим в топку и состоящим из двух (правый и левый) пучков труб, образующих контур газоотводящего окна, вставленных в подводящие и отводящие коллекторы, которые подключены к трубам топочного экрана, образующего стену топки.4. In a vortex furnace, a gas outlet window having an annular nozzle located in it and directed into the furnace to a burning blast with twisting vanes installed at the outlet is proposed to be projected into the furnace and consisting of two (right and left) bundles of pipes forming the outline of the exhaust window inserted into the inlet and outlet manifolds, which are connected to the pipes of the furnace screen forming the wall of the furnace.

Полезная модель схематично поясняется чертежами, фиг.1-9. Так как заявляемая полезная модель не касается принципов создания вихревого движения в вихревой топке, типично, это обеспечивается установкой сопел подачи первичного и вторичного дутья [патент РФ №Ки 2228489 «Вихревая топка»], здесь приведены преимущественно предлагаемые технические решения по ее газоотводящему окну. На фиг.1 и 2 в сечении А-А и на виде А показан первый вариант газоотводящего окна, причем для вихревой топки с вертикальной осью вращения вихря, выполненный из кольцевого коллектора, включенного в рассечку труб топкой на топочном экране, установленном над топкой горизонтально или с небольшим наклоном. При этом кольцевое сопло дожигающего дутья выполнено выступающим в топку и создает аэродинамический выступ. На фиг.3 и 4 в сечении Б-Б и на виде Б показан второй заявляемый вариант исполнения конструкции газоотводящего окна из пучка труб топочного экрана, отогнутых внутрь топки и вставленных в кольцевой коллектор, с созданием газоплотной конструкции за счет кольцевого сопла дожигающего дутья. На фиг.5 и 5 в сечении В-В и на виде B показан вариант исполнения конструкции газоотводящего окна в виде беличьего колеса. На фиг.7 и 8 в сечении Г-Г и на виде Г дан вариант исполнения газоотводящего окна из двух пучков труб, вставленных в подводящие и отводящие коллекторы, подключенные к топочному экрану, с иллюстрацией создания их газоплотности на рис.9.The utility model is schematically illustrated by the drawings, FIGS. 1-9. Since the claimed utility model does not apply to the principles of creating vortex motion in a vortex furnace, this is typically provided by installing nozzles for supplying primary and secondary blast [RF patent No.Ki 2228489 “Vortex furnace”], mainly technical solutions for its gas outlet window are given here. Figures 1 and 2 in section AA and in view A show a first variant of a gas outlet window, for a vortex furnace with a vertical axis of rotation of the vortex, made of an annular collector included in the cutting of pipes with a furnace on the furnace screen installed horizontally above the furnace or with a slight slope. In this case, the annular nozzle of the afterburning blast is made protruding into the furnace and creates an aerodynamic protrusion. Figures 3 and 4 in section B-B and view B show the second claimed embodiment of the design of the gas outlet window from the tube bundle of the furnace screen, bent into the furnace and inserted into the annular manifold, with the creation of a gas-tight structure due to the annular nozzle of the afterburning blast. Figure 5 and 5 in section bb and view B shows an embodiment of the design of the exhaust window in the form of a squirrel wheel. In Figs. 7 and 8, in section G-G and in view G, an embodiment of the gas outlet window is made of two bundles of pipes inserted into the inlet and outlet manifolds connected to the furnace screen, with an illustration of the creation of their gas density in Fig. 9.

На фиг.1 и 2 показан первый вариант газоотводящего окна. Газоотводящее окно 1 выполнено из кольцевого коллектора 2, включенного в рассечку труб 3 топочного экрана 4. Кольцевое сопло 5 газоплотное, оно образует собственно контур газоотводящего окна 1, и выполняется выступающим в объем вихревой топки 6. Кольцевое сопло 5 может иметь ряд закручивающих лопаток 7. На фиг.1 показан вариант установки газоотводящего окна 1 на топочном экране 4, установленном над вихревой топкой горизонтально или с небольшим наклоном.1 and 2 show a first embodiment of a vent window. The gas outlet window 1 is made of an annular collector 2 included in the cut of the pipes 3 of the furnace screen 4. The annular nozzle 5 is gas tight, it forms the actual contour of the gas outlet window 1, and is protruding into the volume of the vortex furnace 6. The annular nozzle 5 may have a number of twisting blades 7. Figure 1 shows the installation of the exhaust window 1 on the furnace screen 4 mounted above the vortex furnace horizontally or with a slight slope.

Во втором из предложенных вариантов, фиг.3 и 4, газоотводящее окно 1 также выполнено из кольцевого коллектора 2, который включен в рассечку труб 3 топочного экрана 4. Он выдвинут в объем вихревой топки 6 и подключен к экрану 4 отогнутыми вовнутрь топки трубами 8. Собственно контур газоотводящего окна 1 образует газоплотное кольцевое сопло (закручивающие лопатки 7 не показаны). Кольцевое сопло защищено от высокотемпературного воздействия кольцевым коллектором 2 и отогнутыми внутрь топки трубами 8. Конкретно на рис.3 показана вихревая топка с горизонтальной осью вращения, конструкция располагается на боковом топочном экране.In the second of the proposed options, FIGS. 3 and 4, the gas outlet window 1 is also made of an annular collector 2, which is included in the cut of the pipes 3 of the furnace screen 4. It is extended into the volume of the vortex furnace 6 and connected to the screen 4 by pipes 8 bent into the furnace. Actually the contour of the exhaust window 1 forms a gas tight annular nozzle (twisting blades 7 are not shown). The annular nozzle is protected from high temperature by the annular collector 2 and the pipes bent inward to the furnace 8. Specifically, Fig. 3 shows a vortex furnace with a horizontal axis of rotation, the structure is located on the side furnace screen.

Конструкция газоотводящего окна, фиг.5 и 6, соответствующая третьему варианту, выполнена в виде «беличьего колеса», образованного трубами 9, и установлена на вертикальном боковом топочном экране вихревой топки с горизонтальной осью вихря. Эти трубы 9 установлены между кольцевым коллектором 2, который выступает в топку, и дополнительным кольцевым коллектором 10, который включен в рассечку труб вертикального топочного экрана 4. Здесь и в варианте 2, фиг 3 и 4, собственно газоплотный контур газоотводящего окна может быть образован как кольцевым соплом 5, так и проваркой между трубами 8, 9 металлических полос 11, при этом кольцевое сопло 5 может выполняться коротким, рис.5.The design of the gas outlet window, FIGS. 5 and 6, corresponding to the third embodiment, is made in the form of a “squirrel wheel” formed by pipes 9, and is mounted on a vertical side furnace screen of a swirl furnace with a horizontal axis of the vortex. These pipes 9 are installed between the annular collector 2, which protrudes into the furnace, and an additional annular collector 10, which is included in the cut of the pipes of the vertical furnace screen 4. Here and in option 2, FIGS. 3 and 4, the gas-tight circuit of the exhaust window can be formed as the annular nozzle 5, and the welding between the pipes 8, 9 of the metal strips 11, while the annular nozzle 5 can be made short, Fig. 5.

Газоотводящее окно 1, соответствующее третьему варианту, выполнено из двух (правый и левый) пучков труб 12, вставленных в подводящие и отводящие коллекторы 13, которые подключены к трубам экрана 4, фиг.7 и 8. Газоплотность контура газоотводящего окна 1 создается проваркой между трубами 12 металлических полос 11 или установкой обмуровки и торкрет массы 14, фиг.9. Таким образом, создается выступающая в топочный объем 6 охлаждаемая водой, надежная в условиях высокотемпературного воздействия топочной среды конструкция газоплотного газоотводящего окна 1.The vent window 1, corresponding to the third embodiment, is made of two (right and left) bundles of pipes 12 inserted into the inlet and outlet manifolds 13, which are connected to the tubes of the screen 4, FIGS. 7 and 8. The gas tightness of the circuit of the vent window 1 is created by welding between the pipes 12 metal strips 11 or installation of lining and shotcrete mass 14, Fig.9. Thus, a protrusion of a gas-tight exhaust window 1, which protrudes into the combustion chamber 6, is created, which is reliable under conditions of high-temperature exposure to the combustion medium.

Предлагаемая полезная модель решает задачу создания надежной в условиях высокотемпературного воздействия топочной среды конструкции газоплотного газоотводящего окна 1, выступающей в топочный объем 6 в нескольких вариантах. Эти охлаждаемые водой конструкции газоотводящего окна 1 могут быть установлены в вихревых топках с горизонтальной и вертикальной осью вращения, соответственно на вертикальном топочном экране, фиг.3, 5, 7 и на установленном над вихревой топкой горизонтально или с небольшим наклоном экране, фиг.1.The proposed utility model solves the problem of creating a design of a gas-tight gas vent 1, which protrudes into the combustion chamber 6 in several variants under conditions of high-temperature exposure to the combustion medium. These water-cooled designs of the vent window 1 can be installed in swirl chambers with a horizontal and vertical axis of rotation, respectively, on a vertical furnace screen, Figs. 3, 5, 7 and on a horizontal or slightly tilted screen mounted above the swirl chamber, Fig. 1.

При работе топливо благодаря высокой температуре и достаточной подаче дутья горит в топочном объеме вихревой топки 6, передавая тепло топочным экранам 4, а продукты сгорания с мелкими частицами устремляются в газоотводящее окно 1. При этом за счет тангенциальной подачи дутья (тангенциально, то есть не радиально - в направлении оси вихря, а по касательной к условной поверхности вихря) в топке формируется вихрь. В соответствии с законом сохранения момента количества движения вращение вихря резко ускоряется при сжатии перед газоотводящим окном 1. Соответственно, частицы отбрасываются на периферию, и этим удерживаются от выноса из топочного объема 6.During operation, the fuel, due to the high temperature and sufficient supply of blast, burns in the furnace volume of the vortex furnace 6, transferring heat to the furnace screens 4, and combustion products with small particles rush into the exhaust window 1. At the same time, due to the tangential supply of blast (tangential, i.e. not radially - in the direction of the axis of the vortex, and along the tangent to the conventional surface of the vortex) a vortex is formed in the furnace. In accordance with the law of conservation of angular momentum, the rotation of the vortex is sharply accelerated by compression in front of the exhaust window 1. Accordingly, the particles are discarded to the periphery, and this is kept from being taken out of the combustion chamber 6.

Мелкие частицы выносятся, создавая недожог, удержание частиц топлива в топке повышает ее экономичность. Работа во всех рассматриваемых вариантах в принципе одинакова, но в топках с вертикальной осью сепарация частиц дополнительно усиливается за счет сил гравитации. Выжигание горючих из уносимых частиц и экономичность также улучшаются при подаче дожигающего дутья через кольцевое сопло 5.Small particles are carried out, creating a burn, the retention of fuel particles in the furnace increases its efficiency. The work in all considered variants is basically the same, but in furnaces with a vertical axis, the separation of particles is further enhanced by gravity. The burning out of combustible particles and the economy are also improved when the supply of afterburning blast through the annular nozzle 5.

Сепарация частиц усиливается благодаря заглублению газоотводящего окна 1 в топочный объем 6 или заглублению кольцевого сопла 5 с подачей в него дожигающего дутья, поток которого играет роль дополнительного удлинения аэродинамического выступа. Эффект дожигающего дутья возрастает при его закрутке завихрителем - закручивающими лопатками 7.The separation of particles is enhanced by deepening the exhaust window 1 into the furnace volume 6 or by deepening the annular nozzle 5 with the supply of afterburning blast, the flow of which plays the role of additional extension of the aerodynamic protrusion. The effect of the afterburning blast increases when it is twisted by a swirl - twisting blades 7.

Наиболее важным является факт высокотемпературного воздействия топочной среды на газоотводящее окно. Надежная работа газоотводящего окна 1 обеспечена предлагаемыми охлаждаемыми конструкциями, которые образованы коллекторами 2, 10 и трубами 3, 8, 9 и 12 и включены через трубы 3 в контуры циркуляции охлаждающей воды. Газоплотность газоотводящего окна 1 создается кольцевым соплом 5, фиг.1 и 3, или проваркой между трубами 8, 9 и 12 металлических полос 11 и установкой между этими трубами обмуровки и торкрет массы 14, фиг.9. Газоплотность обеспечивает прохождение и обработку всего потока продуктов сгорания дожигающим дутьем. Газоотводящее окно 1 выступает в топочный объем 6, обеспечивая эффективное удержание частиц в топке.The most important fact is the high-temperature effect of the combustion medium on the exhaust window. Reliable operation of the vent window 1 is provided by the proposed refrigerated structures, which are formed by collectors 2, 10 and pipes 3, 8, 9 and 12 and are connected through pipes 3 to the cooling water circulation circuits. The gas tightness of the exhaust window 1 is created by an annular nozzle 5, FIGS. 1 and 3, or by welding between the pipes 8, 9 and 12 of the metal strips 11 and installing a mass 14 between the pipes of the wiring and the gunite, Fig. 9. Gas tightness ensures the passage and processing of the entire flow of combustion products afterburning blast. The gas outlet window 1 protrudes into the furnace volume 6, ensuring effective particle retention in the furnace.

Claims

1. A swirl chamber with a gas outlet window, which has an annular blast nozzle located in it and directed into the furnace, characterized in that the gas outlet window is made of at least one annular manifold included in the cut of the tubes of the furnace screen forming the wall of the furnace, moreover, the annular nozzle of the afterburning blast is made protruding into the furnace.

2. The vortex furnace according to claim 1, characterized in that the gas outlet window is located on the furnace screen mounted horizontally or slightly inclined above the vortex furnace.

3. A swirl chamber with a gas outlet window, which has an annular blast nozzle located in it and directed into the furnace, characterized in that the gas outlet window is made of a bundle of tubes of the furnace screen, bent into the furnace and inserted into the annular collector.

4. The swirl chamber according to claim 3, characterized in that the gas outlet window is located on the furnace screen mounted horizontally or slightly inclined above the swirl chamber.

5. A swirl chamber with a gas outlet window, which has an annular blast nozzle located in it and directed into the furnace, characterized in that the gas outlet window is protruding into the furnace, moreover, in the form of a “squirrel wheel” from a tube bundle inserted into ring collectors, which connected to the pipes of the flow screen forming the wall of the furnace.

6. The vortex furnace according to claim 5, characterized in that the gas outlet window is located on the furnace screen mounted horizontally or slightly inclined above the vortex furnace.

7. Vortex furnace with a gas outlet window, which has an annular blast nozzle located in it and directed into the furnace, characterized in that the gas outlet window is protruding into the furnace and consists of two (right and left) bundles of pipes forming the outline of the exhaust window, inserted into the inlet and outlet manifolds, which are connected to the pipes of the furnace screen forming the furnace wall.

8. The vortex furnace according to claim 7, characterized in that the gas outlet window is located on the furnace screen mounted horizontally or slightly inclined above the vortex furnace.