RU2248507C2 - Inertialess gas generator - Google Patents
Inertialess gas generator Download PDFInfo
- Publication number
- RU2248507C2 RU2248507C2 RU2002134687/06A RU2002134687A RU2248507C2 RU 2248507 C2 RU2248507 C2 RU 2248507C2 RU 2002134687/06 A RU2002134687/06 A RU 2002134687/06A RU 2002134687 A RU2002134687 A RU 2002134687A RU 2248507 C2 RU2248507 C2 RU 2248507C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- inertialess
- fuel
- heat exchange
- gas generator
- air
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области отопления и горячего теплоснабжения и может быть использовано:The invention relates to the field of heating and hot heat supply and can be used:
- в промышленности для автономного обогрева промышленных и административных зданий и производства горячей воды для производственно-хозяйственных нужд предприятий и учреждений;- in industry for the autonomous heating of industrial and office buildings and the production of hot water for industrial and business needs of enterprises and institutions;
- в сельском хозяйстве для производства горячей воды и автономного отопления животноводческих ферм, оранжерейно-тепличных хозяйств и отдельно стоящих объектов;- in agriculture for the production of hot water and autonomous heating of livestock farms, greenhouse greenhouses and stand-alone facilities;
- в других областях: для производства горячей воды и автономного отопления жилых домов, коттеджей, квартир жилых многоэтажных домов, зданий больниц, школ, детских садов и других объектов жилищно-коммунального и муниципального городского хозяйства; например, для обогрева войсковых казарм, пограничных застав, таможенных постов, а также для оснащения грузовых, почтовых, пассажирских и других железнодорожных вагонов.- in other areas: for the production of hot water and autonomous heating of residential buildings, cottages, apartments of residential high-rise buildings, buildings of hospitals, schools, kindergartens and other housing and communal and municipal municipal facilities; for example, for heating military barracks, border outposts, customs posts, as well as for equipping freight, postal, passenger and other railway cars.
Известно устройство [1], представляющее собой газогенератор, работающий на твердом топливе, содержащий корпус с футеровкой и топочной дверцей, подвижную колосниковую решетку, бункер для топлива с загрузочным люком, сводчатый рассекатель, поворотные лопасти, камеру для золы с устройством для подачи и регулирования первичного воздуха, жаровую трубу с устройством подачи и регулирования вторичного воздуха для отвода газа.A device [1] is known, which is a solid fuel gas generator, comprising a housing with a lining and a furnace door, a movable grate, a fuel hopper with a loading hatch, a vault divider, rotary blades, an ash chamber with a device for feeding and regulating the primary air, a flame tube with a device for supplying and regulating secondary air for venting gas.
Действие устройства основано на газификации твердого топлива при его сжигании и подаче горючего газа в жаровую трубу для дожига с дальнейшей подачей в нагревательные устройства.The operation of the device is based on the gasification of solid fuel during its combustion and the supply of combustible gas to the flame tube for afterburning with further supply to the heating devices.
Недостатками устройства являются:The disadvantages of the device are:
- возможность работы устройства только совместно с водогрейными или паровыми котлами,- the ability to operate the device only in conjunction with hot water or steam boilers,
- отсутствие теплообменного устройства для воздушного обогрева помещений непосредственно в газогенераторе,- the absence of a heat exchange device for air heating of the premises directly in the gas generator,
- отсутствие теплообменного устройства для нагрева жидкости непосредственно в газогенераторе.- the absence of a heat exchange device for heating the liquid directly in the gas generator.
Указанные недостатки обуславливают сравнительно низкий коэффициент полезного действия и ограниченную сферу применения устройства, используемого только совместно с водогрейными или паровыми котлами.These disadvantages cause a relatively low efficiency and a limited scope of the device, used only in conjunction with hot water or steam boilers.
Предлагается устройство - газогенератор, работающий на твердом топливе, содержащий корпус, камеру газификации, подвижную колосниковую решетку, бункер для топлива с загрузочным люком, сводчатый рассекатель, поворотные лопасти, камеру для золы с устройством для подачи и регулирования первичного воздуха, жаровую трубу с устройством подачи и регулирования вторичного воздуха для дожига газа. В корпусе газогенератора размещено кольцевое безынерционное теплообменное устройство с интенсификаторами теплообмена, в которое подаются продукты сгорания топлива после их дожига.A device is proposed - a solid fuel gas generator, comprising a housing, a gasification chamber, a movable grate, a fuel hopper with a loading hatch, a vault divider, rotary blades, an ash chamber with a device for supplying and regulating primary air, a heat pipe with a feed device and regulation of secondary air for gas afterburning. An annular inertialess heat exchange device with heat transfer intensifiers is placed in the body of the gas generator, into which the products of fuel combustion are fed after they have been burned.
В предлагаемом изобретении кольцевое устройство для подачи и регулирования вторичного воздуха перфорировано отверстиями и размещается с внешней стороны камеры газификации, охватывая последнюю с внешней стороны таким образом, что обеспечивает прохождение и дожиг максимального объема горючего газа, образующегося при газификации топлива.In the present invention, the annular device for supplying and regulating secondary air is perforated with holes and placed on the outside of the gasification chamber, covering the latter on the outside in such a way as to allow passage and afterburning of the maximum amount of combustible gas generated during gasification of fuel.
В предлагаемом газогенераторе кольцевое безынерционное теплообменное устройство размещается соосно с камерой газификации и бункером для топлива. Соосное расположение камеры газификации, безинерционного теплообменного устройства и бункера для топлива обеспечивает предварительный подогрев и сушку топлива, размещенного в бункере.In the proposed gas generator, the ring inertialess heat exchanger is arranged coaxially with the gasification chamber and the fuel hopper. The coaxial arrangement of the gasification chamber, the inertialess heat exchanger and the fuel hopper provides for the preliminary heating and drying of the fuel located in the hopper.
Действие предлагаемого устройства основано на известном способе преобразования твердого топлива в тепловую энергию путем газификации с последующей организацией интенсивного теплообмена между раскаленными продуктами сгорания и нагреваемой средой (воздухом, водой).The action of the proposed device is based on the known method of converting solid fuel into thermal energy by gasification with the subsequent organization of intense heat exchange between incandescent products of combustion and the heated medium (air, water).
Таким образом, работа безынерционного газогенератора осуществляется в два последовательных и непрерывных этапа:Thus, the inertialess gas generator operates in two consecutive and continuous stages:
- газификация топлива и сжигание смеси горючих газов,- gasification of fuel and combustion of a mixture of combustible gases,
- интенсивный теплообмен.- intense heat transfer.
Газификация - это процесс полного превращения твердого топлива в газообразное состояние. Газообразное топливо по сравнению с твердым имеет ряд преимуществ. Температура сжигания газа выше температуры горения топлива. Газ требует меньшего количества воздуха, чем твердое топливо, благодаря чему снижаются потери тепла.Gasification is the process of completely transforming solid fuel into a gaseous state. Gaseous fuel in comparison with solid has several advantages. The gas combustion temperature is higher than the fuel combustion temperature. Gas requires less air than solid fuel, which reduces heat loss.
Интенсивный теплообмен между раскаленными продуктами сгорания и нагреваемым воздухом (водой) происходит в безынерционном теплообменном устройстве, размещенном непосредственно в корпусе безынерционного газогенератора. Максимальная интенсификация теплообмена происходит на направляющих элементах интенсификаторов и обуславливается осевой закруткой (например, по часовой стрелке) и максимальной турбулизацией потока раскаленных газов, омывающих внешнюю поверхность теплообменного канала, а также осевой закруткой (например, против часовой стрелки) и максимальной турбулизацией потока воздуха (воды), омывающего внешнюю поверхность теплообменного канала. В результате эффективная длина теплообменного канала не ограничивается линейными размерами теплообменного устройства и может значительно их превышать.Intensive heat transfer between incandescent products of combustion and heated air (water) occurs in the inertialess heat exchanger located directly in the case of the inertialess gas generator. The maximum intensification of heat transfer occurs on the guide elements of the intensifiers and is caused by axial swirl (for example, clockwise) and maximum turbulization of the flow of hot gases washing the outer surface of the heat exchange channel, as well as axial swirl (for example, counterclockwise) and maximum turbulization of air (water) ) washing the outer surface of the heat exchange channel. As a result, the effective length of the heat exchange channel is not limited to the linear dimensions of the heat exchange device and can significantly exceed them.
Зонами эффективного теплообмена являются теплообменные каналы, что обеспечивает эффективный съем тепла от раскаленных газов. Этим обуславливается то, что один и тот же объем топлива, по сравнению с [1], может быть израсходован с меньшими потерями тепла, следовательно, с более высокой эффективностью (КПД).The zones of effective heat transfer are heat exchange channels, which ensures efficient removal of heat from hot gases. This leads to the fact that the same volume of fuel, compared with [1], can be consumed with less heat loss, therefore, with higher efficiency (Efficiency).
При увеличении эффективного пути прохождения раскаленных газов и увеличении эффективного пути прохождения нагреваемой среды (воздуха, воды) возрастает эффективная площадь теплообмена за счет многократного омывания потоков при их осевой закрутке. При осуществлении встречного поступательного и вращательного движения двух разделенных теплообменным каналом потоков теплообмен между ними происходит с максимально возможной интенсивностью. Оптимальный шаг и угол наклона направляющих элементов внутренних и внешних интенсификаторов теплообмена выбирается расчетным путем для каждой конкретной конструкции устройства.With an increase in the effective path of the passage of hot gases and an increase in the effective path of the heated medium (air, water), the effective heat exchange area increases due to the multiple washing of the flows during their axial swirling. When countercurrent translational and rotational movements of two flows separated by a heat exchange channel are realized, heat exchange between them occurs with the highest possible intensity. The optimal pitch and angle of the guide elements of the internal and external heat transfer intensifiers is selected by calculation for each specific device design.
С помощью безынерционного газогенератора может быть реализована схема воздушного или водяного отопления зданий и помещений, где, например, вода или другая жидкость, нагреваясь в устройстве, может циркулировать по отопительному контуру, а нагретый воздух может раздаваться по воздуховодам в удаленные от самого устройства части здания или помещения.Using an inertialess gas generator, a scheme of air or water heating of buildings and premises can be implemented, where, for example, water or other liquid, heated in the device, can circulate through the heating circuit, and heated air can be distributed through air ducts to parts of the building remote from the device or premises.
В предлагаемом устройстве предварительный подогрев и сушка топлива в бункере обеспечиваются теплом раскаленных горючих газов, движущихся в теплообменном устройстве и многократно омывающих внешнюю стенку камеры газификации, что обеспечивает устойчивость тепловых процессов при сжигании и газификации топлива практически любой влажности. Соответственно, обеспечивается устойчивость работы безынерционного газогенератора. При этом отпадает необходимость предварительной подготовки топлива и существенно снижаются требования к влажности топлива. Предлагаемое устройство может работать как на твердом топливе (уголь, дрова, торф, опилки, биотопливо и др.), включая высоковлажное твердое топливо, так и на всех видах нетоксичных отходов с непрерывной или дискретной подачей из специального бункера. Появляется возможность термической, безотходной переработки неподготовленных бытовых отходов и организации линий по промышленной утилизации бытовых отходов на базе безынерционных газогенераторов.In the proposed device, the preheating and drying of the fuel in the hopper is provided by the heat of hot combustible gases moving in a heat exchanger and repeatedly washing the outer wall of the gasification chamber, which ensures the stability of thermal processes during the combustion and gasification of fuel of almost any moisture content. Accordingly, the stability of the inertialess gas generator is ensured. This eliminates the need for preliminary fuel preparation and significantly reduces the requirements for fuel moisture. The proposed device can operate both on solid fuel (coal, firewood, peat, sawdust, biofuel, etc.), including high-moisture solid fuel, and on all types of non-toxic waste with continuous or discrete feed from a special hopper. There is the possibility of thermal, waste-free processing of unprepared household waste and the organization of lines for the industrial utilization of household waste based on inertialess gas generators.
Кроме того, предлагаемое устройство может быть оснащено приспособлениями для решения ряда дополнительных задач, помимо нагрева воды и воздуха, например: плитой для разогрева и приготовления пищи, духовкой для выпечки или подогрева пищи, приспособлениями для сушки посуды, вещей, каминным окном и т.д.In addition, the proposed device can be equipped with devices for solving a number of additional tasks, in addition to heating water and air, for example: a stove for heating and cooking, an oven for baking or heating food, appliances for drying dishes, things, a fireplace window, etc. .
Предлагаемое устройство может работать как за счет естественной тяги, так и при искусственном нагнетании или просасывании воздуха с помощью реверсивного вентилятора через теплообменное устройство газогенератора. Изменением расхода вентилятора можно регулировать температуру нагреваемой среды на выходе из теплообменного устройства. Организация принудительного движения нагреваемой среды (воздуха, воды) сверху вниз противотоком нагревающей среде (раскаленным горючим газам) обеспечивает еще более лучшие условия для интенсификации теплообмена.The proposed device can work both due to natural traction, and during artificial injection or suction of air using a reversible fan through a heat exchanger of the gas generator. By changing the flow rate of the fan, it is possible to control the temperature of the heated medium at the outlet of the heat exchanger. The organization of the forced movement of the heated medium (air, water) from top to bottom in countercurrent to the heating medium (incandescent combustible gases) provides even better conditions for the intensification of heat transfer.
В предлагаемом устройстве внутри устройства подачи и регулирования вторичного воздуха можно размещать катализатор для каталитической очистки уходящих газов, обеспечивающих экологичность безынерционного газогенератора.In the proposed device, inside the device for supplying and regulating the secondary air, it is possible to place a catalyst for the catalytic purification of flue gases, ensuring environmental friendliness of the inertialess gas generator.
В безынерционном газогенераторе существенно возрастает удельная плотность тепловой энергии, снимаемой с единицы объема устройства, а его тепловая безынерционность обуславливается высокой эффективностью безынерционного теплообменного устройства, на выходе которого, практически сразу после розжига, можно получать горячий воздух или горячую воду.In the inertialess gas generator, the specific density of thermal energy removed from a unit volume of the device substantially increases, and its thermal inertia is determined by the high efficiency of the inertialess heat exchange device, at the output of which, almost immediately after ignition, you can get hot air or hot water.
Основными техническими задачами, на решение которых направлено изобретение, являются:The main technical problems to which the invention is directed are:
- повышение КПД устройства,- increase the efficiency of the device,
- возможность максимального нагрева воздуха за счет максимальной турбулизации и осевой закрутки потока,- the possibility of maximum heating of the air due to maximum turbulization and axial flow swirl,
- возможность максимального нагрева жидкости за счет максимальной турбулизации и осевой закрутки потока,- the possibility of maximum heating of the fluid due to maximum turbulization and axial swirl of the flow,
- повышение удельного количества тепла, снимаемого с единицы объема поверхности теплообменного устройства,- increase the specific amount of heat removed from a unit volume of the surface of the heat exchanger,
- уменьшение линейных размеров и достижение максимальной компактности устройства.- reducing linear dimensions and achieving maximum compactness of the device.
Указанная совокупность признаков обеспечивает решение указанных выше технических задач во всех случаях использования изобретения.The specified set of features provides a solution to the above technical problems in all cases of using the invention.
Указанные отличия описываемого устройства, по сравнению с [1], позволяют говорить о расширенных полезных функциях устройства и сфере его применения, а также обуславливают лучшие характеристики, а именно, более высокий КПД, что приводит к снижению расхода топлива любого применяемого источника тепла.The indicated differences of the described device, in comparison with [1], allow us to talk about the extended useful functions of the device and the scope of its application, as well as determine the best characteristics, namely, higher efficiency, which leads to lower fuel consumption of any heat source used.
Кроме того, описываемое устройство отличается логичностью и простотой изготовления.In addition, the described device is logical and easy to manufacture.
Изложенное свидетельствует о том, что между отличительными признаками и техническим результатом имеется причинно-следственная связь. Достигаемый указанный технический результат при использовании предлагаемого способа обуславливает общественно полезный результат:The above indicates that there is a causal relationship between the distinguishing features and the technical result. Achievable specified technical result when using the proposed method determines a socially useful result:
- экономичность - снижение расхода топлива устройством;- profitability - reducing fuel consumption by the device;
- компактность - повышение удельного количества тепла, снимаемого с единицы объема газогенератора;- compactness - increasing the specific amount of heat removed from a unit volume of a gas generator;
- тепловая безынерционность,- thermal inertia,
- непрерывность работы во времени при непрерывной подаче топлива и увеличение времени работы в автономном режиме при одной загрузке топлива;- the continuity of work in time with a continuous supply of fuel and the increase in battery life with a single load of fuel;
- возможность термической безотходной переработки неподготовленных бытовых и промышленных отходов;- the possibility of thermal waste-free processing of unprepared household and industrial waste;
- расширенные потребительские характеристики устройства и сфера применения;- extended consumer characteristics of the device and scope;
- высокие экологические показатели газогенератора обуславливаются реализацией режима газогенерации с возможностью дожига горючих газов на катализаторах.- high environmental performance of the gas generator is determined by the implementation of the gas generation mode with the possibility of burning combustible gases on the catalysts.
По имеющимся у заявителя сведениям, предлагаемая совокупность существенных признаков, характеризующих безынерционный газогенератор, неизвестна из уровня техники, следовательно, изобретение обладает новизной.According to the information available to the applicant, the proposed set of essential features characterizing the inertialess gas generator is unknown from the prior art, therefore, the invention has novelty.
Как следует из вышеприведенного, сущность заявляемого изобретения не следует для специалиста явным образом из известного уровня техники. Совокупность признаков, характеризующих известные газогенераторы, не обеспечивает новый технический результат и получение новых свойств, которые присущи предлагаемому изобретению. Следовательно, предлагаемое изобретение соответствует критерию изобретательский уровень.As follows from the above, the essence of the claimed invention does not follow for a specialist explicitly from the prior art. The set of features characterizing the known gas generators does not provide a new technical result and obtaining new properties that are inherent in the present invention. Therefore, the present invention meets the criterion of inventive step.
Предлагаемое изобретение может быть использовано в энергетической, нефтехимической промышленности в виде нового безынерционного газогенерирующего отопительного устройства и более эффективным, надежным принципом действия. Предлагаемое изобретение может многократно обеспечить получение указанного технического результата, что позволяет сделать вывод о промышленной применимости предлагаемого изобретения.The present invention can be used in the energy, petrochemical industry in the form of a new inertia-free gas-generating heating device and a more efficient, reliable principle of operation. The invention can repeatedly provide the specified technical result, which allows us to conclude that the industrial applicability of the invention.
Сущность предложенного устройства поясняется чертежами, где изображены:The essence of the proposed device is illustrated by drawings, which depict:
- фиг.1 - вариант выполнения безынерционного газогенератора для комплексного нагрева воды и воздуха;- figure 1 is an embodiment of an inertialess gas generator for integrated heating of water and air;
- фиг.2 - вариант выполнения безынерционного газогенератора для конвективного нагрева воздуха;- figure 2 is an embodiment of an inertialess gas generator for convective heating of air;
- фиг.3 - вариант выполнения безынерционного газогенератора для нагрева воздуха с принудительной прокачкой компрессором.- figure 3 is an embodiment of an inertialess gas generator for heating air with forced pumping by a compressor.
На указанных фигурах изображены элементы конструкции газогенератора, а также направление движения различных сред, взаимодействующих друг с другом при работе устройства: нижний воздухонапорный короб - 1, вход нагреваемой среды (холодного воздуха) - 2, входной патрубок - 3, теплообменный канал - 4, корпус - 5, направляющие элементы наружного интенсификатора теплообмена - 6, выход нагретой среды (горячего воздуха) - 7, патрубок - 8, верхний воздухонапорный короб - 9, бункер для топлива - 10, крышка бункера - 11, топливо - 12, патрубок - 13, выход нагревающей среды (продуктов сгорания топлива) - 14, направляющие элементы внутреннего интенсификатора теплообмена - 15, камера газификации топлива - 16, дверца для розжига топлива - 17, входной патрубок золоприемника для подачи и регулирования первичного воздуха - 18, устройство для подачи и регулирования вторичного воздуха - 19, перфорированные отверстия устройства подачи и регулирования вторичного воздуха - 20, колосниковая решетка - 21, золоприемник - 22, дверца золоприемника для удаления золы - 23, входной патрубок устройства подачи и регулирования вторичного воздуха - 24, реверсивный вентилятор - 25, нагреваемая вода (жидкая нагреваемая среда) - 26, дозирующее устройство-пленкообразователь для подачи воды в теплообменный канал - 27, водоприемное устройство для сбора нагретой воды - 28, нагретая вода - 29, вентилятор - 30.The figures show the design elements of the gas generator, as well as the direction of movement of various media interacting with each other during operation of the device: lower air pressure box - 1, inlet of the heated medium (cold air) - 2, inlet pipe - 3, heat transfer channel - 4, housing - 5, the guiding elements of the external heat transfer intensifier - 6, the outlet of the heated medium (hot air) - 7, the nozzle - 8, the upper air-pressure duct - 9, the fuel hopper - 10, the hopper cover - 11, the fuel - 12, the nozzle - 13, heating medium output s (fuel combustion products) - 14, the guiding elements of the internal heat transfer intensifier - 15, the gasification chamber for fuel - 16, the door for firing up fuel - 17, the inlet pipe of the ash collector for supplying and regulating primary air - 18, the device for supplying and regulating secondary air - 19, perforated openings of the secondary air supply and control device - 20, the grate - 21, the ash collector - 22, the ash collector door for ash removal - 23, the inlet of the secondary air supply and control device Ear - 24, a reversible fan - 25, the heated water (liquid heated medium) - 26, metering-film forming apparatus for supplying water to the heat exchange channel - 27, water inlet device for collecting heated water - 28, the heated water - 29, the fan - 30.
Предложенное устройство работает следующим образом.The proposed device operates as follows.
Горение твердого топлива в безынерционном газогенераторе происходит в три стадии:Solid fuel combustion in a non-inertia gas generator occurs in three stages:
- розжиг топлива и пламенное горение до частичного обугливания,- ignition of fuel and flame burning to partial carbonization,
- процесс коксования и газификации твердого топлива,- the process of coking and gasification of solid fuels,
- процесс горения смеси выделяющихся горючих газов.- the combustion process of a mixture of combustible gases.
В процессе газификации твердое топливо 12 при подаче первичного кислорода воздуха из патрубка 18, подаваемого в нижнюю часть камеры газификации 16, нагревается и разлагается на раскаленный углерод и водяной пар. Взаимодействие раскаленного углерода с кислородом происходит при высокой температуре с последующей реакцией образования углекислого газа СO2 и окиси углерода СО, который является основным компонентом получаемого при газификации горючего газа. Водород, метан и другие горючие газы образуются при высокотемпературном разложении смол и масел, содержащихся в твердом топливе. Образовавшаяся смесь горючих газов выдавливается вниз и проходит через кольцевое устройство 19 подачи и регулирования вторичного воздуха, перфорированное отверстиями. Подача и регулирование вторичного воздуха осуществляется через патрубок 24. Раскаленные горючие газы при взаимодействии с кислородом вторичного воздуха воспламеняются и сгорают высокотемпературным бездымным пламенем. Раскаленные продукты сгорания поступают на направляющие элементы 6 наружного интенсификатора теплообмена, размещенного на наружной поверхности теплообменного канала 4, в котором происходит осевая закрутка и максимальная турбулизация потока раскаленных газов. Эффективный путь, проходимый раскаленными продуктами сгорания до выходного патрубка 13, многократно возрастает, что приводит к возрастанию количества тепла, переданного теплообменному каналу 4 от раскаленных продуктов сгорания, а именно, к увеличению температуры нагрева теплообменного канала 4.In the process of gasification,
Окружающий воздух 2 (фиг.1, 2) за счет тепловой конвекции (режим естественной циркуляции) поступает снизу внутрь теплообменных каналов 4 на направляющие элементы 15 внутренних интенсификаторов теплообмена, размещенных на внутренних поверхностях теплообменных каналов 4, при этом испытывая многократную осевую закрутку на внутренней поверхности теплообменных каналов. При этом эффективный путь, проходимый нагреваемым воздухом 2, многократно возрастает, что приводит к возрастанию количества тепла, переданного нагретому воздуху 7 от теплообменного канала 4, а именно, к увеличению температуры нагрева воздуха 7, поступающего на обогрев помещения. При этом температура воздуха 7 на выходе из теплообменных каналов 4 будет неизменно высокой, а время нагрева воздуха будет определяться только временем его прохождения t1 через теплообменный канал 4. Этим обеспечивается быстрый, безынерционный нагрев воздуха в предлагаемом устройстве. Газогенератор приобретает свойства тепловой безынерционности.The ambient air 2 (Fig. 1, 2) due to thermal convection (natural circulation mode) enters from below into the
Эффективная длина теплообменных каналов 4 не ограничивается линейными размерами теплообменного устройства и может значительно их превышать. Зонами эффективного теплообмена являются теплообменные каналы 4, что обеспечивает интенсивный теплообмен между раскаленными продуктами сгорания и потоком нагреваемой среды. Этим обуславливается более высокая эффективность (КПД) безынерционного газогенератора.The effective length of the
При увеличении эффективного пути прохождения потока нагревающей среды (раскаленных продуктов сгорания) и увеличении эффективного пути прохождения нагреваемой среды (воздуха, воды) существенно возрастает эффективная площадь теплообмена за счет многократного омывания внутренней и внешней поверхностей теплообменного канала при их осевой закрутке.With an increase in the effective path of the flow of the heating medium (incandescent products of combustion) and an increase in the effective path of the path of the heated medium (air, water), the effective heat transfer area significantly increases due to repeated washing of the internal and external surfaces of the heat transfer channel during their axial swirling.
При осуществлении встречного поступательного и вращательного движения двух разделенных теплообменным каналом 4 потоков теплообмен между ними происходит более интенсивно. Окружающий воздух 2 с помощью реверсивного вентилятора 25 (фиг.3) через патрубок 8 подается (режим принудительной циркуляции) в напорный короб 9 и раздается в теплообменные каналы 4. Поток холодного воздуха 2 принудительно движется сверху вниз, испытывая осевую закрутку и максимальную турбулизацию потока. При этом теплообмен происходит эффективнее по сравнению с режимом естественной циркуляции. Горячий воздух 7 через патрубок 3 подается на обогрев помещения или в коллектор, что позволяет организовать воздушное отопление помещений, удаленных от места размещения газогенератора.When countercurrent translational and rotational movements of two streams separated by the
Оптимальный шаг и угол наклона внутренних 15 и внешних 6 направляющих элементов интенсификаторов теплообмена выбирается расчетным путем для каждой конкретной конструкции устройства.The optimal pitch and angle of the internal 15 and external 6 guide elements of heat transfer intensifiers is selected by calculation for each specific device design.
В устройстве 19 подачи и регулировании вторичного воздуха возможно размещение катализаторов с целью каталитической очистки продуктов сгорания и достижения высоких экологических показателей.In the
Безынерционный газогенератор позволяет производить также нагрев жидкости, например воды 26 (фиг.1) для бытовых нужд или водяного отопления. Для этого теплообменный канал 4 может содержать дозирующее устройство-пленкообразователь 27, обеспечивающее дозированное поступление воды в теплообменный канал 4 и пленочное движение жидкости по внутренней поверхности его стенки. Пленка жидкости движется по внутренней поверхности стенки теплообменного канала 4 сверху вниз. Попадая на направляющие элементы 15 внутреннего интенсификатора теплообмена, пленка жидкости испытывает многократную осевую закрутку на внутренней поверхности стенки теплообменного канала 4 и попадает в водоприемное устройство 28. Эффективный путь, проходимый пленкой жидкости, многократно возрастает, что приводит к возрастанию количества тепла, переданного пленке воды от теплообменного канала 4, а именно, к увеличению температуры нагрева воды, поступающего на отопление помещения или бытовые нужды. При этом температура нагретой воды 29 на выходе из водоприемного устройства 28 будет неизменно высокой, а время нагрева воды t2 будет определяться только временем прохождения нагреваемой воды через теплообменный канал. Этим обеспечивается быстрый, безынерционный нагрев воды в предлагаемом устройстве. Все это ведет к повышению КПД всего устройства.Inertialess gas generator also allows the heating of liquids, such as water 26 (figure 1) for domestic needs or water heating. For this, the
Таким образом, безынерционный газогенератор позволяет достичь более высокого КПД, уменьшить потери тепла, уносимого продуктами сгорания, снизить расход топлива и этим продлить время работы устройства на одной загрузке топлива. Кроме того, в устройстве обеспечивается решение ряда дополнительных задач, что расширяет сферу применения устройства и делает его универсальным.Thus, inertialess gas generator allows to achieve higher efficiency, reduce heat loss carried away by combustion products, reduce fuel consumption and thereby extend the device’s operating time on a single fuel load. In addition, the device provides a solution to a number of additional tasks, which expands the scope of the device and makes it universal.
Исходя из различных требований, предлагаемое устройство может выполняться с автоматическим регулированием параметров нагревающей среды в газогенераторе тепла, а также параметров нагреваемой среды.Based on various requirements, the proposed device can be performed with automatic control of the parameters of the heating medium in the heat generator, as well as the parameters of the heated medium.
Регулирование параметров нагревающей среды, например, температуры продуктов сгорания и скорости горения топлива, может осуществляться либо путем создания отрицательного давления (разрежения) по всему тракту движения нагревающей среды за счет изменения расхода вентилятора 30 (фиг.3), размещенного на выходе газогенератора, например на патрубке 13, либо путем создания давления по всему тракту движения нагревающей среды за счет изменения расхода вентилятора - 30, размещенного на входе устройства 19 подачи и регулирования вторичного воздуха, например, на патрубке 24.The regulation of the parameters of the heating medium, for example, the temperature of the combustion products and the burning rate of the fuel, can be carried out either by creating negative pressure (vacuum) along the entire path of the heating medium by changing the flow rate of the fan 30 (Fig.3), placed at the outlet of the gas generator, for
Регулирование параметров нагреваемой среды, например, температуры и расхода нагреваемого воздуха и/или воды, может осуществляться путем изменения расхода нагреваемого воздуха с помощью реверсивного вентилятора 25 (фиг.3), обеспечивающего принудительную циркуляцию воздуха в одну или другую сторону.The regulation of the parameters of the heated medium, for example, the temperature and flow rate of the heated air and / or water, can be carried out by changing the flow rate of the heated air using a reversing fan 25 (figure 3), providing for forced air circulation in one or the other direction.
Это позволит осуществить:This will allow you to:
- получение горячего воздуха необходимой заданной температуры,- receiving hot air of the required set temperature,
- получение горячей воды необходимой заданной температуры,- receiving hot water of the required set temperature,
- максимально быстрый прогрев помещения до заданной температуры и поддержание этой температуры в дальнейшем,- the most rapid heating of the room to a predetermined temperature and maintaining this temperature in the future,
- сжигание топлива в наиболее экономичном режиме при непрерывном процессе сжигания топлива или для получения максимального времени горения на одной загрузке топлива,- burning fuel in the most economical mode with a continuous process of burning fuel or to obtain maximum burning time on a single load of fuel,
- прочие режимы, которые могут быть основаны на вспомогательных функциях устройства, например, поддержание заданной температуры в камере сгорания для приготовления пищи на встроенной плите или духовке.- other modes that can be based on auxiliary functions of the device, for example, maintaining the set temperature in the combustion chamber for cooking on a built-in stove or oven.
Использованная литератураReferences
1. Описание изобретения (аналог) к патенту RU №2147601 С1, опубликовано 20.04.2000.1. Description of the invention (analogue) to patent RU No. 2147601 C1, published on 04/20/2000.
2. Описание изобретения к патенту SU №59410 А, опубликовано 31.03.1941.2. Description of the invention to patent SU No. 59410 A, published on 03/31/1941.
3. Описание изобретения к патенту SU №1273385 А1, опубликовано 30.11.1986.3. Description of the invention to patent SU No. 1273385 A1, published November 30, 1986.
4. Описание изобретения к патенту SU №1788150 А1, опубликовано 30.11.1992.4. Description of the invention to patent SU No. 1788150 A1, published on November 30, 1992.
5. Описание изобретения к патенту US №4659340 А, опубликовано 21.04.1987.5. Description of the invention to US patent No. 4659340 A, published 04/21/1987.
6. Описание изобретения к патенту FR №2422712 А1, опубликовано 09.11.1979.6. Description of the invention to patent FR No. 2422712 A1, published 09.11.1979.
7. Описание изобретения к патенту GB №1445418 А, опубликовано 11.08.1976.7. Description of the invention to patent GB No. 1445418 A, published on 08/11/1976.
8. Описание изобретения к патенту DE №2249444 А, опубликовано 25.07.1974.8. Description of the invention to patent DE No. 2249444 A, published July 25, 1974.
9. В.И.Частухин, В.В.Частухин. Топливо и теория горения. Киев: Высшая школа, 1989.9. V.I. Chastukhin, V.V. Chastukhin. Fuel and combustion theory. Kiev: High School, 1989.
10. Л.К.Коллеров, В.П.Джуваго. Бытовые полугазовые печи для кизяка и торфа. - Москва, 1940.10.L.K. Koller, V.P. Juvago. Household semi-gas ovens for dung and peat. - Moscow, 1940.
11. Сборник докладов научной сессии научного совета "Твердые горючие ископаемые в решении экологических и экономических проблем топливно-энергетического комплекса России", 11-13 февраля 1998 г. Научный Совет РАН по химии и технологии твердого и ископаемого топлива (стр.272, глава 8.4).11. Collection of reports of the scientific session of the Scientific Council "Solid fossil fuels in solving the environmental and economic problems of the fuel and energy complex of Russia", February 11-13, 1998, Scientific Council of the Russian Academy of Sciences in Chemistry and Technology of Solid and Fossil Fuels (p. 272, chapter 8.4 )
Claims (4)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002134687/06A RU2248507C2 (en) | 2002-12-23 | 2002-12-23 | Inertialess gas generator |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2002134687/06A RU2248507C2 (en) | 2002-12-23 | 2002-12-23 | Inertialess gas generator |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2002134687A RU2002134687A (en) | 2004-09-10 |
RU2248507C2 true RU2248507C2 (en) | 2005-03-20 |
Family
ID=35454390
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2002134687/06A RU2248507C2 (en) | 2002-12-23 | 2002-12-23 | Inertialess gas generator |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2248507C2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2527552C1 (en) * | 2013-04-08 | 2014-09-10 | Евгений Иванович Горбатенко | Gas generator |
EA030081B1 (en) * | 2016-06-16 | 2018-06-29 | Николай Николаевич Воротников | Gas-generating resonance-accelerating heating plant |
-
2002
- 2002-12-23 RU RU2002134687/06A patent/RU2248507C2/en not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2527552C1 (en) * | 2013-04-08 | 2014-09-10 | Евгений Иванович Горбатенко | Gas generator |
EA030081B1 (en) * | 2016-06-16 | 2018-06-29 | Николай Николаевич Воротников | Gas-generating resonance-accelerating heating plant |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102322630B (en) | Method and devices for burning macromolecular matters efficiently and cleanly | |
CN105333439A (en) | Second-level high-temperature gasification incineration system for rubbish | |
CN107760387B (en) | High-nitrogen biomass waste gasification combustion heat supply system and process | |
CN105588127B (en) | Using the boiler combustion system of biomass gasification device | |
CN101625117A (en) | Biomass vaporizing combustion coupled type cyclone boiler | |
CN101434846A (en) | Method and apparatus for biomass ion catalytic pyrolysis gasification | |
CN201526953U (en) | Biomass gasified combustion coupling cyclone boiler | |
CN205088193U (en) | Up -draft fixed bed gasifier of preparation low temperature, low tar gas | |
CN106338068A (en) | Household garbage pyrolysis and gasification processing system | |
CN102252317A (en) | Gasification combustor for biomass granules | |
CN107152686A (en) | A kind of method of microwave radiation technology pyrolysis gasification furnace and refuse pyrolysis gasification burning | |
CN105066110B (en) | The chain furnace compound combustion system that the combustion of coal cinder layer is combined with gasification of biomass spray combustion | |
RU2412400C1 (en) | Hot-water solid-fuel "blago" boiler | |
CN205261533U (en) | Boiler combustion system | |
UA113332C2 (en) | HEATING DEVICE | |
CN2906375Y (en) | Coking and heating double-purpose furnace using biomass granular fuel | |
CN113405099A (en) | High-load high-parameter waste incineration boiler | |
RU2248507C2 (en) | Inertialess gas generator | |
CN202048565U (en) | Biomass particle gasifying combustor | |
CN102519035B (en) | Air and steam gasification downdraft gasified combustion boiler with catalyst internally arranged | |
CN106382623B (en) | New energy intelligence bispin boiler | |
CN102635937B (en) | Water heater capable of combusting and gasifying | |
CN204901743U (en) | Coal cinder gratefiring spouts with biomass gasification and fires compound combustion system of chain furnace that combines together | |
CN106196176B (en) | The gasification fired boiler of stalk bundling half | |
CN201334451Y (en) | Catalytic cracking gasification device of biomass ions |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20051224 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20071220 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20081224 |