RU226802U1

RU226802U1 - SOLID FUEL BURNER

Info

Publication number: RU226802U1
Application number: RU2024105865U
Authority: RU
Inventors: Дмитрий Александрович ЛОКТИОНОВ
Original assignee: Общество с ограниченной ответственностью "ТЕПЕО"
Filing date: 2024-03-04
Publication date: 2024-06-24

Abstract

Полезная модель относится к области энергетики, а именно к горелкам для сжигания твердого топлива, например гранулированного биотоплива-пеллетов. Горелка для сжигания твердого топлива содержит камеру сгорания, снабженную колосниковым блоком, на котором происходит сгорание топлива. Колосниковый блок выполнен в виде, по меньшей мере, одного продольного ложа, расположенного в нижней части камеры сгорания, в котором установлен приводной шнек с винтовой нарезкой, выполненный с возможностью вращения в ложе с постоянной скоростью и перемещения твердого топлива в камере сгорания. Приводной шнек расположен в ложе таким образом, что в поперечном сечении высота его выступающей из ложа части составляет не более 1/3 диаметра шнека. Ложе снабжено отверстиями, выполненными по всей длине его краевых продольных участков, с возможностью обдува через них первичным воздушным потоком приводного шнека. Обеспечивается равномерное охлаждение колосникового блока горелки и соответственно стабильно эффективное сжигание топлива. The utility model relates to the field of energy, namely to burners for burning solid fuels, for example granulated biofuel pellets. A burner for burning solid fuel contains a combustion chamber equipped with a grate block on which fuel combustion occurs. The grate block is made in the form of at least one longitudinal bed located in the lower part of the combustion chamber, in which a screw-threaded drive auger is installed, capable of rotating in the bed at a constant speed and moving solid fuel in the combustion chamber. The drive auger is located in the bed in such a way that in the cross section the height of its part protruding from the bed is no more than 1/3 of the diameter of the auger. The bed is equipped with holes made along the entire length of its edge longitudinal sections, with the possibility of blowing through them the primary air flow of the drive auger. This ensures uniform cooling of the burner grate block and, accordingly, consistently efficient fuel combustion.

Description

Полезная модель относится к области энергетики, а именно к горелкам для сжигания твердого топлива, например гранулированного биотоплива - пеллетов.The utility model relates to the field of energy, namely to burners for burning solid fuels, for example granulated biofuels - pellets.

Из уровня техники известны факельные пеллетные горелки, колосники которых представляют собой перфорированный плоский лист или несколько перфорированных листов поступательно движущихся один относительно другого для очистки перфорации и скидывания запекающегося и несгораемого зольного остатка. Топливо на факельные горелки подается сверху на колосник.Flare pellet burners are known from the state of the art, the grates of which are a perforated flat sheet or several perforated sheets progressively moving one relative to the other to clean the perforations and throw off the baked and non-combustible ash residue. Fuel is supplied to the flare burners from above onto the grate.

Другим используемым типом горелок являются так называемые ретортные горелки, частью которых является реторта с колосниковой решеткой, как правило, в виде окружности с перфорированной нижней частью. Топливо горит на этой перфорированной части и сбрасывается с горелки либо специальным ворошителем либо вновь поступающим в горелку топливом. Топливо на ретортные горелки подается снизу на колосник. (https://progreem.by/blog/stati/pelletnye-gorelki-retortnogo-i-fakelnogo-tipa/?ysclid=lr10jbb8bo816623562)Another type of burner used is the so-called retort burner, part of which is a retort with a grate, usually in the form of a circle with a perforated bottom. The fuel burns on this perforated part and is discharged from the burner either by a special agitator or by fuel newly entering the burner. Fuel is supplied to the retort burners from below onto the grate. (https://progreem.by/blog/stati/pelletnye-gorelki-retortnogo-i-fakelnogo-tipa/?ysclid=lr10jbb8bo816623562)

Известна горелка для сжигания твердого топлива (CZ 30608 B6), включающая огнеупорную камеру, в которой устроена колосниковая решетка, образованная не менее чем двумя горизонтально расположенными рядом друг с другом - вращающимися цилиндрами с параллельными осями, предусмотренными на их оболочке с дробящими зубьями, высота зубьев дробления на вращающихся цилиндрах различна или одинакова, в то время как расстояние между осями этих двух вращающихся цилиндров больше суммы их радиусов и высоты самого высокого дробящего зуба и меньше суммы их радиусов и высоты дробящего зуба первого соседнего цилиндра и высоты дробящего зуба второго соседнего цилиндра для взаимного зацепления зубьев дробления при вращении вращающихся цилиндров, при этом хотя бы один из цилиндров приводится в движение двигателем.A known burner for burning solid fuels (CZ 30608 B6), including a refractory chamber in which a grate is arranged, formed by at least two horizontally located next to each other - rotating cylinders with parallel axes, provided on their shell with crushing teeth, the height of the teeth crushing on rotating cylinders is different or the same, while the distance between the axes of these two rotating cylinders is greater than the sum of their radii and the height of the highest crushing tooth and less than the sum of their radii and the height of the crushing tooth of the first adjacent cylinder and the height of the crushing tooth of the second adjacent cylinder for mutual engagement of the crushing teeth during rotation of the rotating cylinders, while at least one of the cylinders is driven by the engine.

Недостатком известной конструкции является использование в горелке полых цилиндров, заполняемых сыпучим уплотнительным материалом для закрытия отверстий подачи воздуха, чтобы исключить забивание золой внутреннего пространства цилиндров, т.е. защита от нарушения воздухообмена, забивание каналов первичного воздуха. Кроме того, используется система управления горелкой, которая корректирует скорость вращения в зависимости от мощности горения, что сложно реализуемо, т.к. топливо на горелку может подаваться в горелку из бункера неравномерно, и необходимо контролировать порцию подаваемого топлива, иначе зубья цилиндров будут перемалывать недогоревшее топливо. Использование данной системы управления усложняет и удорожает систему управления работой горелки.A disadvantage of the known design is the use of hollow cylinders in the burner, filled with loose sealing material to close the air supply holes to prevent clogging of the internal space of the cylinders with ash, i.e. protection against air exchange disturbances, clogging of primary air channels. In addition, a burner control system is used, which adjusts the rotation speed depending on the combustion power, which is difficult to implement, because fuel to the burner may be supplied to the burner unevenly from the hopper, and it is necessary to control the portion of the supplied fuel, otherwise the cylinder teeth will grind unburnt fuel. The use of this control system complicates and increases the cost of the burner operation control system.

Наиболее близкой к заявляемой является конструкция самоочищающейся горелки (ES 2535551 A1), включающей первый трубчатый корпус для подачи топлива, расположенный с определенным наклоном ко второй части корпуса, в которой происходит горение, разделенный продольно на верхний цилиндрический канал, который имеет в своей нижней продольной полуцилиндрической части множество отверстий, составляющих решетку сгорания и нижний проход, сконфигурированный для проведения первичного воздушного потока, необходимого для горения в решетке, где внутри верхнего прохода расположен вращающийся шнек, который простирается в продольном направлении вдоль внутренней части указанного верхнего прохода и который имеет ось вращения, совпадающую с осью вращения указанного верхнего прохода, имеет витки, диаметр которых аналогичен внутреннему диаметру верхнего прохода.The design closest to the claimed one is the design of a self-cleaning burner (ES 2535551 A1), including a first tubular housing for supplying fuel, located with a certain inclination to the second part of the housing in which combustion occurs, divided longitudinally into an upper cylindrical channel, which has a lower longitudinal semi-cylindrical part of a plurality of openings constituting a combustion grate and a lower passage configured to conduct the primary air flow necessary for combustion in the grate, where within the upper passage is located a rotating auger which extends longitudinally along the interior of said upper passage and which has an axis of rotation coinciding with the axis of rotation of the specified upper passage, has turns, the diameter of which is similar to the internal diameter of the upper passage.

Недостатками данной горелки является наличие отверстий в нижней части канала, в котором расположен осевой шнек, в которые попадает зола и остатки горения, а также сжигание топлива под шнеком, что не позволяет равномерно охлаждать шнек очистки. Кроме того, зола и остатки горения просыпаются в нижний проход, который ограничен конструктивно по размерам. После того, как он заполнится остатками горения, полуцилиндрическая нижняя часть горелки с отверстиями для подачи воздуха перегревается, т.к. воздух неравномерно поступает через отверстия.The disadvantages of this burner are the presence of holes in the lower part of the channel in which the axial auger is located, into which ash and combustion residues fall, as well as the combustion of fuel under the auger, which does not allow uniform cooling of the cleaning auger. In addition, ash and combustion residues spill into the lower passage, which is structurally limited in size. After it is filled with combustion residues, the semi-cylindrical lower part of the burner with holes for air supply overheats, because. air flows unevenly through the holes.

Задачей полезной модели является разработка горелки для сжигания твердого топлива, лишенной недостатков предшествующего уровня техники.The objective of the utility model is to develop a burner for burning solid fuels that is devoid of the disadvantages of the prior art.

Технический результат заключается в равномерном охлаждении колосникового блока горелки и соответственно стабильно эффективном сжигании топлива за счет выполнения колосникового блока в виде установленного в ложе вращающегося шнека с винтовой нарезкой, который перемещает топливо, исключая его слеживание и спекание, при этом обдуваемого воздухом, поступающим через отверстия, расположение которых в ложе сверху и сбоку по отношению к шнеку препятствует попаданию в отверстия золы и пыли.The technical result consists in uniform cooling of the burner grate block and, accordingly, consistently efficient combustion of fuel due to the execution of the grate block in the form of a rotating auger with a screw thread installed in the bed, which moves the fuel, excluding its caking and sintering, while being blown by air entering through the holes, the location of which in the bed above and to the side in relation to the auger prevents ash and dust from entering the holes.

Поставленная задача и технический результат достигаются тем, что в горелке для сжигания твердого топлива, содержащей камеру сгорания, снабженную колосниковым блоком, на котором происходит сгорание топлива, колосниковый блок выполнен в виде, по меньшей мере, одного продольного ложа, имеющего полуцилиндрическую форму, расположенного в нижней части камеры сгорания, в котором установлен приводной шнек с винтовой нарезкой, выполненный с возможностью вращения в ложе с постоянной скоростью и перемещения твердого топлива в камере сгорания, при этом ложе снабжено отверстиями, выполненными по всей длине его краевых продольных участков, с возможностью обдува через них первичным воздушным потоком приводного шнека.The stated task and technical result are achieved by the fact that in a burner for burning solid fuel containing a combustion chamber equipped with a grate block on which fuel combustion occurs, the grate block is made in the form of at least one longitudinal bed having a semi-cylindrical shape, located in the lower part of the combustion chamber, in which a drive auger with a screw thread is installed, designed to rotate in the bed at a constant speed and move solid fuel in the combustion chamber, while the bed is equipped with holes made along the entire length of its edge longitudinal sections, with the possibility of blowing through them by the primary air flow of the drive auger.

Полезная модель поясняется чертежами, представляющими горелку в аксонометрических проекциях, где соответственно представлены The utility model is illustrated by drawings representing the burner in axonometric projections, where the

на фиг. 1 - горелка с одним шнеком; in fig. 1 - burner with one screw;

на фиг. 2 и 3 - горелка с двумя шнеками в различных проекциях; in fig. 2 and 3 - burner with two augers in different projections;

на фиг. 4 - горелка с тремя шнеками.in fig. 4 - burner with three augers.

Горелка для сжигания твердого топлива содержит камеру 1 сгорания, выполненную из конструкционной стали, снабженную колосниковым блоком, на котором происходит сгорание топлива, выполненным в виде расположенного в нижней части камеры 1 сгорания, по меньшей мере, одного ложа 2, нижняя часть которого в поперечном сечении имеет полуцилиндрическую форму. В ложе 2 установлен приводной шнек 3 с винтовой нарезкой с возможностью его вращения в ложе 2 с постоянной скоростью, который расположен таким образом, что в поперечном сечении высота его выступающей из ложа 2 части составляет не более 1/3 диаметра шнека. Приводной шнек 3 подвергается обдуву первичным потоком воздуха, поступающим от вентилятора, которым снабжена горелка, в зону горения топлива через отверстия 4. Отверстия 4 выполнены с обеих сторон по всей длине краевых продольных участков 5 ложа 2, по отношению к которым шнек 3 выступает из ложа 2 таким образом, что отверстия 4 оказываются расположенными по отношению к приводному шнеку 3 сверху и сбоку на соответствующей высоте, оптимально обеспечивающей его обдув таким образом, что исключается попадание в отверстия 4 золы и пыли при обдуве воздухом вращающегося шнека 3.A burner for burning solid fuel contains a combustion chamber 1 made of structural steel, equipped with a grate block on which fuel combustion occurs, made in the form of at least one bed 2 located in the lower part of the combustion chamber 1, the lower part of which is in cross section has a semi-cylindrical shape. In the bed 2 there is a drive auger 3 with a screw thread with the possibility of its rotation in the bed 2 at a constant speed, which is located in such a way that in the cross section the height of its part protruding from the bed 2 is no more than 1/3 of the diameter of the auger. The drive auger 3 is subjected to blowing by the primary air flow coming from the fan with which the burner is equipped into the fuel combustion zone through the holes 4. The holes 4 are made on both sides along the entire length of the edge longitudinal sections 5 of the bed 2, in relation to which the auger 3 protrudes from the bed 2 in such a way that the holes 4 are located in relation to the drive auger 3 from above and on the side at the appropriate height, which optimally ensures its airflow in such a way that ash and dust are prevented from entering the holes 4 when air is blown onto the rotating auger 3.

В зависимости от тепловой мощности горелки изменяется площадь ложа для горения топлива, что ведет к изменению габаритов горелки. В зависимости от необходимой мощности и габаритов, нижняя часть камеры 1 сгорания горелки может быть снабжена одним, двумя или более расположенными рядом аналогичными ложами 2, в каждом из которых установлен приводной шнек 3. Вторичный воздух поступает через отверстия 6, выполненные во внутренних стенках 7 камеры 1 сгорания, а также сквозь каналы 8, образованные между внутренними 7 и наружными 9 стенками камеры 1 сгорания. Горелка также содержит электротехническую часть, в которой расположены электроразводка, трансформатор, вентиляторы и двигатели, приводящие во вращение спираль и шнеки очистки. Горелка снабжена блоком управления (контроллером), который управляет всеми механизмами по заданному алгоритму и считывает показания датчиков, в том числе датчиков температуры.Depending on the thermal power of the burner, the area of the bed for fuel combustion changes, which leads to a change in the dimensions of the burner. Depending on the required power and dimensions, the lower part of the burner combustion chamber 1 can be equipped with one, two or more similar boxes 2 located nearby, in each of which a drive auger 3 is installed. Secondary air enters through holes 6 made in the inner walls 7 of the chamber 1 combustion, as well as through channels 8 formed between the inner 7 and outer 9 walls of the combustion chamber 1. The burner also contains an electrical part, which contains electrical wiring, a transformer, fans and motors that drive the spiral and cleaning augers to rotate. The burner is equipped with a control unit (controller), which controls all mechanisms according to a given algorithm and reads sensor readings, including temperature sensors.

Горелка работает следующим образом.The burner works as follows.

Твердое топливо, например пеллеты, подается к горелке по трубе 10, откуда спиралью, приводимой в движение двигателем, подается в камеру 1 сгорания горелки. Сгорание топлива происходит на колосниковом блоке, выполненном в виде продольного ложа, в котором установлен приводной шнек 3 с возможностью вращения с винтовой нарезкой, обеспечивающей распределение, перемещение и последующее сбрасывание сгоревшего топлива за пределы камеры 1. При вращении приводного шнека 2 и обдувании его воздухом, происходит постоянное ворошение сгорающего топлива, что предотвращает его слеживание и спекание. Обдув шнека 3 осуществляется первичным воздухом, поступающим от вентилятора через отверстия 4, выполненные с обеих сторон по всей длине краевых продольных участков 5 ложа 2, а также вторичным воздухом, поступающим через отверстия 6, выполненные во внутренних стенках 7 камеры 1 сгорания, а также сквозь каналы 8, образованные между внутренними 7 и наружными 9 стенками камеры 1 сгорания. Solid fuel, for example pellets, is supplied to the burner through pipe 10, from where it is fed into the combustion chamber 1 of the burner by a spiral driven by the engine. Fuel combustion occurs on a grate block, made in the form of a longitudinal bed, in which a drive auger 3 is installed with the possibility of rotation with a screw thread, ensuring distribution, movement and subsequent discharge of the burnt fuel outside the chamber 1. When the drive auger 2 rotates and blows air over it, There is a constant stirring of the burning fuel, which prevents its caking and sintering. The auger 3 is blown with primary air coming from the fan through holes 4 made on both sides along the entire length of the edge longitudinal sections 5 of the bed 2, as well as secondary air coming through holes 6 made in the inner walls 7 of the combustion chamber 1, as well as through channels 8 formed between the inner 7 and outer 9 walls of the combustion chamber 1.

Claims

A burner for burning solid fuel, containing a combustion chamber equipped with a grate block on which fuel combustion occurs, characterized in that the grate block is made in the form of at least one longitudinal bed located in the lower part of the combustion chamber, in which a drive auger is installed with a screw thread, designed to rotate in the bed at a constant speed and move solid fuel in the combustion chamber, and the auger is located in the bed in such a way that in the cross section the height of its part protruding from the bed is no more than 1/3 of the diameter of the drive auger, with This bed is equipped with holes made along the entire length of its edge longitudinal sections, with the possibility of blowing through them the primary air flow of the drive auger.