RU180416U1

RU180416U1 - Генератор горячего газа

Info

Publication number: RU180416U1
Application number: RU2017123709U
Authority: RU
Inventors: Александр Викторович Фролов
Original assignee: Александр Викторович Фролов
Priority date: 2017-07-04
Filing date: 2017-07-04
Publication date: 2018-06-13

Abstract

Полезная модель относится к нагревательным устройствам, используемым теплоту от сгорания топлива, и может быть использована при тепловой обработке твердых материалов в промышленных печах, а также в сушильных агрегатах. Технической задачей заявленной полезной модели является расширение диапазона регулирования температуры продуктов сгорания и температуры теплоносителя на выходе генератора горячего газа, создания облегченного типа генератора. Генератор горячего газа включает корпус 1 с расположенной в нем перфорированной обечайкой 2, газовую горелку 3 с выходным соплом 4. Газовая горелка 3 содержит камеру сгорания 5, газовую камеру 6, воздушную камеру 7, расположенную в кольцевом пространстве между камерой сгорания 5 и корпусом газовой горелки 3, цилиндрическую обечайку 8, разделяющую воздушную камеру 7 на сообщающиеся между собой со стороны выходного сопла 4 наружную и внутреннюю кольцевые воздушные камеры. Газовая горелка 3 соединена с корпусом 1, при этом ее сопло 4 направлено в перфорированную обечайку 2, расположенную с зазором 9 в корпусе 1. Газовая горелка 3 снабжена патрубком 10 для подачи воздуха и патрубком 11 для подачи газа. Корпус 1 снабжен патрубком 12 для подачи воздуха в перфорированную обечайку 2 на разбавление горячих газов. 1 ил.

Description

Полезная модель относится к нагревательным устройствам, используемым теплоту от сгорания топлива, и может быть использована при тепловой обработке твердых материалов в промышленных печах, а также в сушильных агрегатах.

Известен теплогенератор прямого действия (генератор горячего газа) патент №2593326, МКИ F26B 23/02, содержащий камеру сгорания, расположенную в футерованном корпусе, воздуховод для подачи воздуха, топливный насос высокого давления, штифтовую форсунку, патрубок для подачи воздуха в камеру сгорания, установленный в сечении выхода дымовых газов из камеры сгорания, при этом отбор и регулирование подачи воздуха осуществляют поворотной полусферической заслонкой, установленной в патрубок.

Недостатком известного генератора горячего газа является низкий коэффициент полезного действия и незначительный диапазон регулирования температуры пламени.

Наиболее близким по технической сущности является генератор горячего газа LOMA, ООО «Loeshe», Москва, 121059, включающий защитный кожух (корпус), внутри которого установлен горелочный муфель с закрепленной в нем горелкой, и перфорированная обечайка, расположенная с кольцевым зазором относительно корпуса. Известный генератор позволяет получить на входе в перфорированную обечайку температуру горячего газа до 750°C. Для получения горячих газов с максимальной температурой до 1200°C применяют газовый генератор горячего газа, полностью облицованный огнеупорной футеровкой. Однако такой генератор горячего газа имеет большой вес и габариты, что ограничивает возможность его применения. Кроме того, в известном генераторе горячего газа низкий диапазон регулирования тепловой мощности за счет работы горелки с коэффициентом избытка воздуха а 1 при соотношении газа и воздуха 1:10. Сжигание топлива происходит в горелочном муфеле с переходом зоны горения в перфорированную обечайку, что не исключает попадания несгоревшего остатка СО и СН₄ в перфорированную обечайку при разбавлении продуктов сгорания и далее в горячий газ на выходе из генератора горячего газ. Для исключения данного недостатка необходима точная настройка подача газа и воздуха, что усложняет работу генератора.

Технической задачей заявленной полезной модели является расширение диапазона регулирования температуры продуктов сгорания и температуры теплоносителя на выходе генератора горячего газа, создания облегченного типа генератора.

Поставленная задача решается тем, генератор горячего газа, включающий корпус с расположенной в нем с зазором перфорированной обечайкой и газовую горелку, согласно полезной модели газовая горелка содержит камеру сгорания, выполненную с равномерно расположенными по периметру цилиндрическими и щелевыми отверстиями, газовую камеру с многоструйным газовым соплом, воздушную камеру, расположенную в кольцевом пространстве между камерой сгорания и корпусом газовой горелки, а также цилиндрическую обечайку, разделяющую воздушную камеру на сообщающиеся между собой со стороны выходного сопла наружную и внутреннюю кольцевые воздушные камеры, при этом газовая горелка соединена с корпусом генератора горячего газа, сопло которой направлено в перфорированную обечайку.

Наличие камеры сгорания, выполненной с равномерно расположенными по периметру цилиндрическими и щелевыми отверстиями, позволяет сжигать топливо (газ) в газовой горелке с заданным а, получать на выходе газовой горелки продукты сгорания с заданной температурой, затем после разбавления их разбавлять их в перфорированной обечайке получать на выходе генератора горячего газа теплоноситель с требуемой температурой, что существенно отличает заявляемый газовый генератор от известных.

Наличие цилиндрической обечайки, разделяющей воздушную камеру на сообщающиеся между собой со стороны выходного сопла наружную и внутреннюю кольцевые воздушные камеры, позволяет производить дополнительную внутреннюю рекуперацию тепла за счет подогрева подаваемого воздуха от цилиндрической обечайки и корпуса при прохождении его от патрубка подачи воздуха по наружной кольцевой воздушной камере, а затем за счет подогрева воздуха от камеры сгорания и цилиндрической обечайки при прохождении его в обратном направлении во внутренней кольцевой воздушной камере. Это значительно повышает эффективность работы генератора в широком диапазоне мощностей, а также расширяет диапазон регулирования температуры продуктов сгорания и температуры теплоносителя на выходе генератора горячего газа при отсутствии продуктов неполного сгорания CO и CH₄.

Кроме того наличие кольцевых воздушных камер предохраняет корпус горелки от перегрева, что позволяет создать облегченный генератор горячего газа без использования футеровки его наружной поверхности. Это в свою очередь значительно снижает трудоемкость изготовления генератора горячего газа и, как следствие, его стоимость. Создание малогабаритного облегченного генератора горячего газа с широким диапазоном регулирования температуры получаемого теплоносителя позволяет расширить использование его в различных промышленных печах и сушильных агрегатах.

Наличие газовой камеры с многоструйным газовым соплом позволяет улучшить качество смешивания и сжигания топлива.

Из уровня техники не выявлено существенных признаков полезной модели, что позволяет сделать вывод о соответствии полезной модели условию патентоспособности «новизна». Промышленная воспроизводимость заявляемого генератора горячего газа описана в примере конкретного выполнения полезной модели.

На чертеже изображен генератор горячего газа.

Генератор горячего газа включает корпус 1 с расположенной в нем перфорированной обечайкой 2, газовую горелку 3 с выходным соплом 4. Газовая горелка 3 содержит камеру сгорания 5, газовую камеру 6, воздушную камеру 7, расположенную в кольцевом пространстве между камерой сгорания 5 и корпусом газовой горелки 3, цилиндрическую обечайку 8, разделяющую воздушную камеру 7 на сообщающиеся между собой со стороны выходного сопла 4 наружную и внутреннюю кольцевые воздушные камеры. Газовая горелка 3 соединена с корпусом 1, при этом ее сопло 4 направлено в перфорированную обечайку 2, расположенную с зазором 9 в корпусе 1. Газовая горелка 3 снабжена патрубком 10 и 11 для подачи воздуха. Корпус 1 снабжен патрубком 12 для подачи воздуха в перфорированную обечайку 2 на разбавление горячих газов. Для подачи газа в газовую камеру 6 предназначен патрубок 13.

Генератор горячего газа работает следующим образом. Подают воздух через патрубок 10 в наружную часть воздушной камеры 7, который с одной стороны охлаждает корпус газовой горелки 3, с другой стороны нагревается от кольцевой обечайки 8 и поступает во внутреннюю часть воздушной камеры 7 и далее через перфорированные отверстия (не обозначены) поступает в камеру сгорания 5 и в газовую камеру 6, где образуется газовоздушная запальная смесь, которая поступает через многоструйное газовое сопло (не обозначено) в камеру сгорания 5, где воспламеняется и смешивается с горячими продуктами сгорания газа, поступающего в газовую камеру 6 через патрубок 13. Подогрев воздуха, идущего в камеру сгорания 5 и в газовую камеру 6, при прохождении его по разогретым до высокой температуры наружной и внутренней кольцевым камерам воздушной камеры 7, расположенным на длине практически всей горелки, позволяет производить процесс внутренней рекуперации тепла, повышая эффективность сгорания топлива, что позволяет регулировать в определенном диапазоне поток горячих газов, поступающих в перфорированную обечайку 2, где происходит их разбавление до требуемых температур воздухом, поступающим в корпус 1 через патрубок 12.

Пример работы генератора горячего газа. Для получения в генераторе горячего газа теплоносителя в количестве 63000 м³ с температурой 600°C сжигают 1500 м³ газа при наличии 30000 м³ воздуха, при α=2 получают 31500 м³ продуктов сгорания с температурой 1200°C. В камеру разбавления 2 добавляют 31500 м³ воздуха и получают на выходе генератора горячего газа 63000 м³ теплоносителя с температурой 600°C.

Это значительно повышает эффективность работы генератора в широком диапазоне мощностей, а также расширяет диапазон регулирования температуры продуктов сгорания и температуры теплоносителя на выходе генератора горячего газа при отсутствии продуктов неполного сгорания CO и CH_4.

Наличие сообщающихся между собой кольцевых воздушных камер предохраняет корпус горелки от перегрева, что позволяет создать облегченный генератор горячего газа без использования футеровки его наружной поверхности. Это в свою очередь значительно снижает трудоемкость изготовления генератора горячего газа и, как следствие, его стоимость, а также расширяет диапазон использования генератора горячего газа.

Claims

Генератор горячего газа, включающий корпус с расположенной в нем с зазором перфорированной обечайкой и газовую горелку, отличающийся тем, что газовая горелка содержит камеру сгорания, выполненную с равномерно расположенными по периметру цилиндрическими и щелевыми отверстиями, газовую камеру с многоструйным газовым соплом, воздушную камеру, расположенную в кольцевом пространстве между камерой сгорания и корпусом газовой горелки, а также цилиндрическую обечайку, разделяющую воздушную камеру на сообщающиеся между собой со стороны выходного сопла наружную и внутреннюю кольцевые воздушные камеры, при этом газовая горелка соединена с корпусом генератора горячего газа, сопло которой направлено в перфорированную обечайку.