RU2293253C1 - Pulse burning boiler - Google Patents
Pulse burning boiler Download PDFInfo
- Publication number
- RU2293253C1 RU2293253C1 RU2005140015/06A RU2005140015A RU2293253C1 RU 2293253 C1 RU2293253 C1 RU 2293253C1 RU 2005140015/06 A RU2005140015/06 A RU 2005140015/06A RU 2005140015 A RU2005140015 A RU 2005140015A RU 2293253 C1 RU2293253 C1 RU 2293253C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- combustion
- deflector
- mixing device
- air
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретения относятся к области энергетики и могут быть использованы при конструировании систем отопления, в частности котлов пульсирующего горения, предназначенных для теплоснабжения зданий и сооружений, оборудованных системами водяного отопления с принудительной циркуляцией.The invention relates to the field of energy and can be used in the design of heating systems, in particular pulsating combustion boilers, designed for heat supply of buildings and structures equipped with water heating systems with forced circulation.
Известно техническое решение смесительной горелки газового горючего для использования, в частности, в газотурбинных камерах горения [Описание изобретения к патенту Германии №3222347 от 14.06.1982, МПК4 F 23 D 14/62, опубл. 20.01.1983], которое включает камеру сгорания, емкость для нагреваемого теплоносителя с патрубками его подвода и отвода, установленное в камере сгорания запальное устройство, устройства подвода топлива, подвода воздуха и отвода продуктов сгорания, и смесительное устройство.Known technical solution of a mixing burner of gas fuel for use, in particular, in gas turbine combustion chambers [Description of the invention to German patent No. 3222347 from 06/14/1982, IPC 4 F 23
Данное техническое решение обеспечивает высококачественную подготовку горючей смеси и ее полное сжигание. Тем не менее, оно не решает проблему эффективного использования выработанного тепла, что позволяет сделать вывод о недостаточно высоком коэффициенте полезного действия (КПД) установки в целом.This technical solution provides high-quality preparation of the combustible mixture and its complete combustion. However, it does not solve the problem of efficient use of the generated heat, which allows us to conclude that the overall efficiency of the plant is not high enough.
Известно устройство пульсирующего горения для подогрева жидкости [Описание изобретения к патенту РФ №2156402 от 10.06.1998, МПК7: F 23 С 11/04, опубл. 20.09.2000, Бюл. №26], содержащее цилиндрическую камеру сгорания с резонансной трубой, запальник, аэродинамический клапан, газовый коллектор с соплами. Устройство обеспечивает полное сгорание топлива, высокий КПД и отличается надежностью и устойчивостью работы.A device for pulsating combustion for heating a liquid [Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2156402 from 10.06.1998, IPC 7 : F 23
Известен комбинированный обогреватель [Описание изобретения к патенту США №5579756 от 30.12.1994, НКл. 126/360 R, опубл. 03.12.1996], которое включает камеру сгорания с оребрением, емкость для нагреваемого теплоносителя с патрубками его подвода и отвода и установленное в камере сгорания запальное устройство.Known combination heater [Description of the invention to US patent No. 5579756 from 12.30.1994, Ncl. 126/360 R, publ. 12/03/1996], which includes a combustion chamber with fins, a container for a heated coolant with pipes for its supply and removal and an ignition device installed in the combustion chamber.
Данное решение обеспечивает эффективное использование выработанного тепла, однако не решает проблему полного сжигания топлива. Кроме этого, конструкция камеры сгорания отличается сложностью, о чем говорит, например, множество продольных ребер на внутренней и наружной поверхностях камеры сгорания.This solution provides efficient use of the generated heat, but does not solve the problem of complete combustion of fuel. In addition, the design of the combustion chamber is complex, as evidenced, for example, by the many longitudinal ribs on the inner and outer surfaces of the combustion chamber.
Наиболее близким по совокупности существенных признаков заявляемому в качестве первого варианта группы изобретений техническому решению котла пульсирующего горения является система пульсирующего горения [Описание изобретения к патенту РФ №2175422 от 02.02.2001, МПК7 F 23 с 11/04, опубл. 27.10.2001, Бюл. №30]. Система включает камеру сгорания, выполненную в виде цилиндрической полости с закрытым торцом и открытым торцом, в котором выполнено, по меньшей мере, одно отверстие для отвода продуктов сгорания, емкость для нагреваемого теплоносителя с патрубками его подвода и отвода, установленное в камере сгорания запальное устройство со свечой зажигания, устройства подвода топлива, подвода воздуха и устройство отвода продуктов сгорания с выхлопным патрубком, а также смесительное устройство, два ресивера, два обратных клапана, дефлектор и устройство контроля продувки и горения с двумя соответствующими датчиками, при этом смесительное устройство через первые и вторые обратные клапаны и ресиверы подсоединено к устройствам подвода топлива и воздуха соответственно, а дефлектор расположен в камере сгорания с образованием кольцевой щели с полостью смесительного устройства. Система обеспечивает устойчивость пульсирующего горения, высокий КПД и полноту сгорания топлива с низкой концентрацией оксида азота и монооксида углерода в уходящих газах, а кроме того, эту систему отличает низкая материалоемкость и существенное уменьшение габаритов конструкции.The closest in the set of essential features claimed as the first embodiment of the group of inventions the technical solution of a pulsating combustion boiler is a pulsating combustion system [Description of the invention to the patent of the Russian Federation No. 2175422 of 02.02.2001, IPC 7
При реализации на предприятии Заявителя системы данной конструкции выявились некоторые недостатки, среди которых сложность конструкции, связанная, например, с коаксиальностью расположения цилиндрических поверхностей и созданием на их основе неразъемных и сборных соединений деталей и сборочных единиц, а также спецификой производства Заявителя. Иными словами, в существующем виде система пульсирующего горения при реализации на предприятии Заявителя не обеспечивает в полной мере получение заявленного технического результата.When implementing the system of this design at the Applicant’s enterprise, some shortcomings were identified, among which the design complexity associated, for example, with the coaxiality of the arrangement of cylindrical surfaces and the creation on their basis of integral and prefabricated joints of parts and assembly units, as well as the specifics of the applicant’s production. In other words, in its current form, the pulsating combustion system, when implemented at the Applicant’s enterprise, does not fully provide the claimed technical result.
Задача, решаемая первым изобретением группы, и достигаемый технический результат заключаются в расширении номенклатуры выпускаемых котлов пульсирующего горения, повышении технологичности их изготовления, снижении материалоемкости и повышении коэффициента полезного действия.The problem solved by the first invention of the group and the technical result achieved are to expand the range of pulsating combustion boilers manufactured, increase the manufacturability of their manufacture, reduce material consumption and increase the efficiency.
Для решения поставленной задачи и обеспечения заявляемого технического результата в известной системе пульсирующего горения, а именно в котле, содержащем камеру сгорания, выполненную в виде цилиндрической полости с закрытым торцом и открытым торцом, в котором выполнено, по меньшей мере, одно отверстие для отвода продуктов сгорания, емкость для нагреваемого теплоносителя с патрубками его подвода и отвода, установленное в камере сгорания запальное устройство со свечой зажигания, устройства подвода топлива, подвода воздуха и устройство отвода продуктов сгорания с выхлопным патрубком, а также смесительное устройство, два ресивера, два обратных клапана, дефлектор и устройство контроля продувки и горения с двумя соответствующими датчиками, при этом смесительное устройство через первые и вторые обратные клапаны и ресиверы подсоединено к устройствам подвода топлива и воздуха соответственно, а дефлектор расположен в камере сгорания с образованием кольцевой щели с полостью смесительного устройства, устройство отвода продуктов сгорания связано с открытым торцом камеры сгорания посредством, по меньшей мере, одного змеевика, расположенного в полости емкости для нагреваемого теплоносителя, а запальное устройство выполнено съемным в виде размещенного на противоположном относительно камеры сгорания торце смесительного устройства фланца с центральным отверстием и шпильками, на концах которых закреплен дефлектор со свечой зажигания, электроды которой расположены со стороны камеры сгорания, при этом запальное устройство снабжено турбулизатором воздушно-топливной смеси, выполненным в виде крыльчатки, расположенной в полости смесительного устройства со стороны дефлектора, а обратный клапан воздуха расположен на противоположной от дефлектора стороне фланца.To solve the problem and ensure the claimed technical result in the known pulsed combustion system, namely, in a boiler containing a combustion chamber, made in the form of a cylindrical cavity with a closed end and an open end, in which at least one hole for removal of combustion products is made , a container for a heated coolant with its supply and exhaust pipes, an ignition device with a spark plug, a fuel supply device, an air supply device and a device about flue gas inlet with exhaust pipe, as well as a mixing device, two receivers, two non-return valves, a deflector and a purge and combustion control device with two corresponding sensors, while the mixing device is connected to the fuel and air supply devices through the first and second non-return valves and receivers accordingly, and the deflector is located in the combustion chamber with the formation of an annular gap with the cavity of the mixing device, the device for removing combustion products is connected with the open end of the combustion chamber by means of at least one coil located in the cavity of the container for the heated coolant, and the ignition device is removable in the form of a flange mixing device located on the opposite end of the combustion chamber with a central hole and studs, at the ends of which a deflector with a spark plug is fixed, the electrodes of which are located on the side of the combustion chamber, while the ignition device is equipped with a turbulizer of the air-fuel mixture, made in the form of an impeller, zhennoy mixing device in the cavity by the deflector and return air valve is located on the opposite side from the deflector flange.
Кроме этого:Besides:
- по меньшей мере, два змеевика выполнены разнесенными в противоположные от открытого торца камеры сгорания стороны, при этом их связь с устройством отвода продуктов сгорания выполнена на максимальном удалении друг от друга;- at least two coils are spaced apart from the sides opposite to the open end of the combustion chamber, while their connection with the device for removing combustion products is made at a maximum distance from each other;
- котел выполнен вертикально ориентированным с расположением смесительного устройства над камерой сгорания, при этом патрубок подвода теплоносителя и выхлопной патрубок продуктов сгорания расположены в его нижней части, а патрубок отвода теплоносителя расположен в верхней части.- the boiler is vertically oriented with the location of the mixing device above the combustion chamber, while the pipe for supplying coolant and the exhaust pipe for combustion products are located in its lower part, and the pipe for removing coolant is located in the upper part.
Процитированный выше для первого варианта заявленной группы изобретений уровень техники может быть применен и ко второму изобретению.The prior art cited above for the first embodiment of the claimed group of inventions can be applied to the second invention.
Задача, решаемая вторым изобретением группы и достигаемый технический результат также заключаются в расширении номенклатуры выпускаемых котлов пульсирующего горения, повышении технологичности их изготовления, снижении материалоемкости и повышении коэффициента полезного действия.The problem solved by the second invention of the group and the technical result achieved also consists in expanding the range of pulsating combustion boilers, increasing the manufacturability of their manufacture, reducing material consumption and increasing the efficiency.
Для решения поставленной задачи и обеспечения заявляемого технического результата в известной системе пульсирующего горения, а именно в котле, содержащем камеру сгорания, выполненную в виде цилиндрической полости с закрытым торцом и открытым торцом, в котором выполнено, по меньшей мере, одно отверстие для отвода продуктов сгорания, емкость для нагреваемого теплоносителя с патрубками его подвода и отвода, установленное в камере сгорания запальное устройство со свечой зажигания, устройства подвода топлива, подвода воздуха и устройство отвода продуктов сгорания с выхлопным патрубком, а также смесительное устройство, два ресивера, два обратных клапана, дефлектор и устройство контроля продувки и горения с двумя соответствующими датчиками, при этом смесительное устройство через первые и вторые обратные клапаны и ресиверы подсоединено к устройствам подвода топлива и воздуха соответственно, а дефлектор расположен в камере сгорания с образованием кольцевой щели с полостью смесительного устройства, устройство отвода продуктов сгорания связано с открытым торцом камеры сгорания посредством изогнутых труб, расположенных в полости емкости для нагреваемого теплоносителя, а запальное устройство выполнено съемным в виде размещенного на противоположном относительно камеры сгорания торце смесительного устройства фланца с центральным отверстием и шпильками, на концах которых закреплен дефлектор, и снабжено турбулизатором воздушно-топливной смеси, выполненным в виде крыльчатки, расположенной в полости смесительного устройства со стороны дефлектора, при этом обратный клапан воздуха расположен на противоположной от дефлектора стороне фланца, свеча зажигания расположена в полости смесительного устройства, а запальное устройство снабжено узлом поджига, включающем трубку подвода топлива, направленную в сторону свечи зажигания.To solve the problem and ensure the claimed technical result in the known pulsed combustion system, namely, in a boiler containing a combustion chamber, made in the form of a cylindrical cavity with a closed end and an open end, in which at least one hole for removal of combustion products is made , a container for a heated coolant with its supply and exhaust pipes, an ignition device with a spark plug, a fuel supply device, an air supply device and a device about flue gas inlet with exhaust pipe, as well as a mixing device, two receivers, two non-return valves, a deflector and a purge and combustion control device with two corresponding sensors, while the mixing device is connected to the fuel and air supply devices through the first and second non-return valves and receivers accordingly, and the deflector is located in the combustion chamber with the formation of an annular gap with the cavity of the mixing device, the device for removing combustion products is connected with the open end of the combustion chamber by means of bent pipes located in the cavity of the container for the heated coolant, and the ignition device is removable in the form of a flange mixing device located on the opposite end of the combustion chamber with a central hole and studs, at the ends of which a deflector is fixed, and equipped with an air-fuel mixture turbulator, made in the form of an impeller located in the cavity of the mixing device on the deflector side, while the air check valve is located on the opposite to the side of the flange, the spark plug is located in the cavity of the mixing device, and the ignition device is equipped with an ignition unit, including a fuel supply pipe, directed towards the spark plug.
Кроме этого:Besides:
- связь изогнутых труб с устройством отвода продуктов сгорания выполнена на максимальном удалении от открытого торца камеры сгорания;- the connection of the bent pipes with the device for the removal of combustion products is made at a maximum distance from the open end of the combustion chamber;
- открытый торец камеры сгорания снабжен, по меньшей мере, одним дополнительным теплообменником, включенным последовательно с емкостью для нагреваемого теплоносителя;- the open end of the combustion chamber is equipped with at least one additional heat exchanger connected in series with the tank for the heated coolant;
- котел выполнен горизонтально ориентированным с возможностью размещения сверху, по меньшей мере, одного дополнительного котла и образованием системы котлов.- the boiler is made horizontally oriented with the possibility of placing on top of at least one additional boiler and the formation of a system of boilers.
Изобретения поясняются чертежами, где:The invention is illustrated by drawings, where:
- на фиг.1 изображена общая схема устройства котла пульсирующего горения;- figure 1 shows a General diagram of a device pulsating combustion boiler;
- на фиг.2. показан общий вид первого варианта котла;- figure 2. shows a general view of the first variant of the boiler;
- на фиг.3. показано запальное устройство первого варианта котла в увеличенном виде;- figure 3. shown igniter of the first variant of the boiler in an enlarged view;
- на фиг.4 показан общий вид второго варианта котла;- figure 4 shows a General view of the second variant of the boiler;
- на фиг.5 - фрагмент запального устройства второго варианта котла в увеличенном виде.- figure 5 is a fragment of the ignition device of the second variant of the boiler in an enlarged form.
В общем виде котел пульсирующего горения содержит камеру сгорания 1, выполненную в виде цилиндрической полости с закрытым торцом 2 и открытым торцом 3, в котором выполнено, по меньшей мере, одно отверстие 4 или 5 для отвода продуктов сгорания, емкость 6 для нагреваемого теплоносителя с патрубками его подвода 7 и отвода 8, установленное в камере сгорания 1 запальное устройство 9 со свечой зажигания 10, устройства подвода топлива 11, подвода воздуха 12 и устройство 13 отвода продуктов сгорания с выхлопным патрубком 14, а также смесительное устройство 15, два ресивера 16 и 17, два обратных клапана 18 и 19, дефлектор 20, конструктивно входящий в запальное устройство 9, и устройство контроля продувки и горения (условно не показано) с двумя соответствующими датчиками 21 и 22, при этом смесительное устройство 15 через первый 18 и второй 19 обратные клапаны и ресиверы 16 и 17 подсоединено к устройствам подвода топлива 11 и воздуха 12 соответственно, а дефлектор 20 расположен в камере сгорания 1 с образованием кольцевой щели 23 с полостью смесительного устройства 15.In general, a pulsating combustion boiler contains a
В первом варианте котла пульсирующего горения устройство 13 отвода продуктов сгорания связано с открытым торцом 3 камеры сгорания 1 посредством, по меньшей мере, одного змеевика 24, расположенного в полости емкости 6 для нагреваемого теплоносителя, а запальное устройство 9 выполнено съемным в виде размещенного на противоположном относительно камеры сгорания 1 торце 25 смесительного устройства 15 фланца 26 с центральным отверстием 27 и шпильками 28, на концах которых закреплен дефлектор 20 со свечой зажигания 10, электроды которой расположены со стороны камеры сгорания 1, при этом запальное устройство 9 снабжено турбулизатором 29 воздушно-топливной смеси, выполненным в виде крыльчатки, расположенной в полости смесительного устройства 15 со стороны дефлектора 20, а обратный клапан 19 воздуха расположен на противоположной от дефлектора 20 стороне фланца 26.In the first embodiment of the pulsating combustion boiler, the
Количество змеевиков 24 в котле может быть различным - от одного и больше, - все определяется площадью отверстий 4 для отвода продуктов сгорания. Как правило, в конструкции котла используют два или четыре змеевика 24, суммарная площадь отверстий 4 которых достаточна для отвода продуктов сгорания, при этом пропорционально увеличивается поверхность теплоотдачи. Более того, изготовление нескольких змеевиков 24 из трубы небольшого диаметра значительно технологичней изготовления одного змеевика из трубы большого диаметра.The number of
В случае, если котел оснащен двумя или более змеевиками 24, то их направляют в противоположные от открытого торца 3 камеры сгорания 1 стороны, при этом их связь с устройством 13 отвода продуктов сгорания выполнена на максимальном удалении друг от друга.If the boiler is equipped with two or
Котел пульсирующего горения по первому варианту выполнен вертикально ориентированным с расположением смесительного устройства 15 над камерой сгорания 1, при этом патрубок 7 подвода теплоносителя и выхлопной патрубок 14 продуктов сгорания расположены в его нижней части, а патрубок 8 отвода теплоносителя расположен в верхней части.The pulsating combustion boiler according to the first embodiment is vertically oriented with the location of the
Во втором варианте котла пульсирующего горения устройство 13 отвода продуктов сгорания связано с открытым торцом 3 камеры сгорания 1 посредством многочисленных изогнутых труб 30, расположенных в полости емкости 6 для нагреваемого теплоносителя, а запальное устройство 9 выполнено съемным в виде размещенного на противоположном относительно камеры сгорания 1 торце 31 смесительного устройства 15 фланца 32 с центральным отверстием 33 и шпильками 34, на концах которых закреплен дефлектор 20, и снабжено турбулизатором 35 воздушно-топливной смеси, выполненным в виде крыльчатки, расположенной в полости смесительного устройства 15 со стороны дефлектора 20, при этом обратный клапан 19 воздуха расположен на противоположной от дефлектора 20 стороне фланца 32, свеча зажигания 10 расположена в полости смесительного устройства 15, а запальное устройство 9 снабжено узлом поджига 36, включающем трубку 37 подвода топлива, направленную в сторону свечи зажигания 10.In the second embodiment of the pulsating combustion boiler, the
Количество изогнутых труб 30 в котле может быть различным - от нескольких штук до нескольких десятков, - все определяется площадью отверстия 5 для отвода продуктов сгорания. Как и в предыдущем варианте, в конструкции котла используют такое количество изогнутых труб 30, суммарная площадь отверстий 5 которых достаточна для отвода продуктов сгорания, при этом также увеличивается поверхность теплоотдачи. Более того, изготовление многочисленных изогнутых труб 30 из трубы небольшого диаметра значительно технологичней изготовления нескольких труб из трубы большого диаметра.The number of
Связь изогнутых труб 30 с устройством 13 отвода продуктов сгорания выполнена на максимальном удалении от открытого торца 3 камеры сгорания 1, при этом открытый торец 3 камеры сгорания 1 снабжен, по меньшей мере, одним дополнительным теплообменником 38 (труба в трубе), включенным последовательно с емкостью 6 для нагреваемого теплоносителя.The connection of the
Котел пульсирующего горения по второму варианту выполнен горизонтально ориентированным с возможностью размещения сверху на специальных площадках 39, по меньшей мере, одного дополнительного котла и с образованием системы котлов (условно не показаны).The pulsating combustion boiler according to the second embodiment is horizontally oriented with the possibility of placing at least one additional boiler from above on
Дополнительно проанализируем существенность признаков изобретений.Additionally, we analyze the materiality of the features of inventions.
Запальное устройство 9 в отличие от прототипа выполнено съемным, поскольку оно подвержено интенсивному износу, и срок его службы, например, за счет использования свечей зажигания 10 и некоторых других деталей, имеющих ограниченный срок эксплуатации, значительно меньше срока службы металлических корпусных деталей.The
Наличие турбулизатора 29 (или 35) воздушно-топливной смеси, выполненного в виде крыльчатки, расположенной в полости смесительного устройства 15 со стороны дефлектора 20, способствует более качественному перемешиванию топлива с воздухом. При этом крыльчатки 29 (или 35) могут быть закреплены как непосредственно на дефлекторе 20, так и на специальной подвеске 40, что определяется конкретным конструктивным исполнением запального устройства 9. Что касается интенсификации теплообмена внутри камеры сгорания 1, то способствующие этому технические решения подробно описаны в прототипе. Это также может быть выполнено в виде ступенчатой формы камеры сгорания 1 и расположенного под углом торца 3, как показано на фиг.2, или в виде дополнительных теплообменников 38, выдвинутых внутрь камеры сгорания 1, как показано на фиг.4.The presence of a turbulizer 29 (or 35) of the air-fuel mixture, made in the form of an impeller, located in the cavity of the
Змеевики 24 и изогнутые трубы 30 связаны с устройством 13 отвода продуктов сгорания на максимальном удалении от открытого торца 3 камеры сгорания 1, обеспечивая тем самым максимальную площадь и длительность контакта с теплоносителем. Кроме этого, змеевики 24 и изогнутые трубы 30 компенсируют температурные расширения массивных узлов и частично гасят вибрацию резонансной системы.The
Вертикальная ориентация котла по первому варианту изобретения и горизонтальная ориентация с возможностью размещения сверху дополнительного котла по второму варианту обеспечивают минимальную площадь, занимаемую оборудованием, объединенным в систему котлов. При этом система оснащается специальным блоком управления, предназначенным для управления группой (как правило, не более шести) водогрейных котлов, подключенных к единой, общей для всех котлов, системе водяного отопления.The vertical orientation of the boiler according to the first embodiment of the invention and the horizontal orientation with the possibility of placing an additional boiler on top of the second embodiment provide the minimum area occupied by the equipment integrated into the boiler system. Moreover, the system is equipped with a special control unit designed to control a group (usually no more than six) of hot water boilers connected to a single, common for all boilers, water heating system.
По сравнению с первым вариантом котел, выполненный по второму варианту, обеспечивает большую теплопроизводительность.Compared with the first option, the boiler, made according to the second option, provides greater heat output.
Работу котлов пульсирующего горения рассмотрим на следующих примерах.The operation of pulsating boilers will consider the following examples.
Пример 1.Example 1
Розжиг первого варианта котла пульсирующего горения происходит автоматически. При получении команды «нагревание» примерно на 30 секунд включается продувочный вентилятор 41, который прогоняет воздух через всю систему, выдувая остатки продуктов сгорания предыдущего рабочего цикла, и «включает» естественную тягу. После этого подается напряжение на свечу 10 и через несколько секунд на соленоиды газовых клапанов 42 и 43. В этот момент газ поступает из ресивера 16 через обратный клапан 18 в полость 44, охватывающую всю поверхность смесительного устройства 15, и далее через отверстия 45 в стенке - в смесительное устройство 15, где происходит его смешивание с воздухом. Осуществляется первая вспышка газовоздушной смеси, приводящая к кратковременному повышению давления в камере сгорания 1 и возникновению акустических волн в резонаторе, образованном собственно камерой сгорания 1 и змеевиками 24, предпочтительное количество которых равняется четырем - по два двухзаходных змеевика 24 в каждую сторону от открытого торца 3 камеры сгорания 1. Когда давление в камере сгорания 1 начинает превышать давление в ресиверах 16 и 18, обратные клапаны 18 и 19 приходят в закрытое состояние, т.е. перекрывают обратное движение топлива и воздуха. При этом дальнейшее поступление газа и воздуха в камеру сгорания 1 приостанавливается. Дымовые газы под избыточным давлением выходят из камеры сгорания 1 в полость устройства 13 отвода продуктов сгорания и далее через выхлопной патрубок 14 и дымоход выхлопа в окружающую среду.The ignition of the first variant of the pulsating combustion boiler occurs automatically. Upon receipt of the “heating” command, the purge fan 41 is turned on for about 30 seconds, which drives air through the entire system, blowing the remnants of the products of the previous working cycle, and “turns on” the natural draft. After that, voltage is supplied to the
Через определенное время (около 25×10-2 сек) давление в камере сгорания 1 вновь снижается, и обратные клапаны 18 и 19 открываются на проход топлива и воздуха, впуская их очередную порцию, и цикл повторяется. Устанавливается периодический (колебательный) процесс, именуемый пульсирующим горением. Частота этого процесса составляет примерно 35-50 Гц. Благодаря крыльчатке турбулизатора 29 процесс смешивания газа и воздуха происходит более интенсивно.After a certain time (about 25 × 10 -2 sec), the pressure in the
После установления процесса пульсирующего горения вентилятор 41 и электроподжиг отключаются. Всасывание воздуха происходит благодаря периодическим полуволнам разрежения. Газ находится в ресивере 16 под небольшим давлением, и его очередная порция поступает также в момент разрежения. Повторное воспламенение свежих порций газовоздушной смеси осуществляется остаточным пламенем, которое постоянно присутствует в зоне завихрения (на дефлекторе 20, в углах камеры сгорания 1 и т.д.). Пульсирующее горение может происходить неограниченное время, пока не будет прекращена подача топлива. При установившемся процессе горения благодаря конструктивному исполнению котла происходит автоматический подогрев поступающих в смесительное устройство 15 и камеру сгорания 1 газа и воздуха, при этом воздушная «рубашка» 46 обеспечивает в некоторой степени теплоизоляцию корпуса 47 котла.After the establishment of the pulsating combustion process, the fan 41 and electric ignition are turned off. Air intake is due to periodic half-waves of rarefaction. The gas is in the receiver 16 under a slight pressure, and its next portion arrives also at the time of depression. Re-ignition of fresh portions of the air-gas mixture is carried out by the residual flame, which is constantly present in the swirl zone (on the
При достижении теплоносителем (подготовленной водой) заданной температуры подача топлива прекращается. Котел гаснет, вода начинает остывать. При снижении температуры воды до заданной минимальной температуры цикл розжига котла и процесс горения снова повторяются. Таким образом, в режиме «работа-остановка» поддерживается необходимая температура воды и обеспечивается заданная среднечасовая производительность котла.When the coolant (prepared water) reaches the set temperature, the fuel supply stops. The boiler goes out, the water begins to cool. If the water temperature drops to the set minimum temperature, the boiler ignition cycle and the combustion process are repeated again. Thus, in the "work-stop" mode, the required water temperature is maintained and the set hourly average boiler productivity is ensured.
Автоматическую работу котла обеспечивает специальное устройство (условно не показано), которое выполнено на типовой элементной базе.The automatic operation of the boiler is provided by a special device (not shown conditionally), which is made on a typical element base.
Более подробно теоретические основы работы котла пульсирующего горения описаны в прототипе - патенте РФ №2175422.In more detail, the theoretical foundations of the pulsating combustion boiler are described in the prototype - RF patent No. 2175422.
Пример 2.Example 2
Розжиг второго варианта котла пульсирующего горения также происходит автоматически. При получении команды «нагревание» примерно на 30 секунд включается продувочный вентилятор 41, который прогоняет воздух через всю систему, выдувая остатки продуктов сгорания предыдущего рабочего цикла. Подается напряжение на свечу 10, после этого подается напряжение на соленоид газового клапана 42, и газ (не показано) минуя ресивер 16, начинает поступать в трубку 37 узла поджига 36, направленную в сторону свечи зажигания 10. Загорается факел поджига на трубке 37. После этого напряжение подается на соленоид газового клапана 43. В этот момент газ поступает из ресивера 16 через обратный клапан 18 в полость 48, охватывающую всю поверхность смесительного устройства 15, и далее через отверстия 49 в стенке - в смесительное устройство 15, где происходит его смешивание с воздухом. Происходит поджиг газовоздушной смеси, приводящий к кратковременному повышению давления в камере сгорания 1 и возникновению акустических волн в резонаторе, образованном собственно камерой сгорания 1 и многочисленными (до 30 штук) изогнутыми трубами 30. Обратные клапаны 18 и 19 приходят в закрытое состояние, т.е. перекрывают обратное движение топлива и воздуха, когда давление в камере сгорания 1 превышает давление в ресиверах 16 и 17. При этом дальнейшее поступление газа и воздуха в камеру сгорания 1 приостанавливается, за исключением газа, текущего по трубке 37. Дымовые газы под избыточным давлением выходят из камеры сгорания 1 в полость устройства 13 отвода продуктов сгорания и далее через выхлопной патрубок 14 и дымоход выхлопа в окружающую среду.The ignition of the second variant of the pulsating combustion boiler also occurs automatically. Upon receipt of the “heating” command, the purge fan 41 is turned on for about 30 seconds, which drives air through the entire system, blowing out the remnants of the combustion products of the previous duty cycle. The voltage is supplied to the
Через определенное время (около 25×10-2 сек) давление в камере сгорания 1 вновь снижается, и обратные клапаны 18 и 19 открываются на проход топлива и воздуха, впуская их очередную порцию, и цикл повторяется. Устанавливается периодический (колебательный) процесс, как и в предыдущем случае. Процесс смешивания газа и воздуха интенсифицируется благодаря крыльчатке турбулизатора 35.After a certain time (about 25 × 10 -2 sec), the pressure in the
После установления процесса пульсирующего горения вентилятор 41 и электроподжиг отключаются. Всасывание воздуха происходит благодаря периодическим полуволнам разрежения. Газ находится в ресивере 16 под небольшим давлением, и его очередная порция поступает также в момент разрежения. Повторное воспламенение свежих порций газовоздушной смеси осуществляется за счет постоянно горящего факела на трубке 37 и остаточного пламени, присутствующего в зонах завихрения. Пульсирующее горение также может происходить неограниченное время, пока не будет прекращена подача топлива. При установившемся процессе горения также происходит автоматический подогрев поступающих в смесительное устройство 15 и камеру сгорания 1 газа и воздуха, при этом собственная воздушная «рубашка» 50 обеспечивает теплоизоляцию корпуса 51 котла.After the establishment of the pulsating combustion process, the fan 41 and electric ignition are turned off. Air intake is due to periodic half-waves of rarefaction. The gas is in the receiver 16 under a slight pressure, and its next portion arrives also at the time of depression. Re-ignition of fresh portions of the air-gas mixture is carried out due to the constantly burning torch on the
Далее - аналогично примеру 1.Further, similarly to example 1.
Безусловно, котлы пульсирующего горения представляют собой сложные изделия со многими узлами и деталями, включая их стандартизованные варианты. Котлы оснащены системами безопасности, проходят испытания в условиях производства и рассчитаны на эффективную работу в течение 15 лет.Of course, pulsating combustion boilers are complex products with many components and parts, including their standardized options. The boilers are equipped with safety systems, are tested in production conditions and are designed for efficient operation for 15 years.
Использование изобретений позволило расширить номенклатуру выпускаемых котлов, упростить их конструкцию, снизить габариты и массу на единицу теплопроизводительности за счет интенсификации процессов теплообмена в акустическом резонаторе, повысить КПД до 93-95% независимо от тепловой производительности, в том числе за счет периодического объемного сжигания топлива, снизить уровень выброса вредных веществ (СО, NO, NO2) при работе и сократить затраты на отвод продуктов горения за счет их принудительного выхлопа.The use of inventions made it possible to expand the range of manufactured boilers, simplify their design, reduce dimensions and weight per unit of heat output due to the intensification of heat transfer processes in an acoustic resonator, increase efficiency to 93-95% regardless of heat output, including through periodic volumetric fuel combustion, reduce the level of emission of harmful substances (СО, NO, NO 2 ) during operation and reduce the costs of removal of combustion products due to their forced exhaust.
Полученные показатели позволяют предположить, что котлы пульсирующего горения, выполненные согласно изобретениям, будут востребованы на рынке энергетики, включая рынок коммунальной энергетики.The obtained indicators suggest that the pulsating combustion boilers made according to the inventions will be in demand in the energy market, including the municipal energy market.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005140015/06A RU2293253C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Pulse burning boiler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2005140015/06A RU2293253C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Pulse burning boiler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2293253C1 true RU2293253C1 (en) | 2007-02-10 |
Family
ID=37862613
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2005140015/06A RU2293253C1 (en) | 2005-12-22 | 2005-12-22 | Pulse burning boiler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2293253C1 (en) |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2549278C1 (en) * | 2014-03-05 | 2015-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЁПЛО" | Intermittent burning burner |
| RU2549279C1 (en) * | 2014-03-05 | 2015-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЁПЛО" | Intermittent combustion device |
| RU2560854C2 (en) * | 2014-05-13 | 2015-08-20 | ООО НТП "Пульсар" | Valvate mixing device for intermittent combustion boiler |
| WO2016082843A1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-06-02 | Сергей Евгеньевич УГЛОВСКИЙ | Method for intensifying heat exchange and apparatus for carrying out the method |
| RU171012U1 (en) * | 2017-01-10 | 2017-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | PULSE BURNING CAMERA |
| WO2020117087A1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-06-11 | Ильгиз Амирович Ямилев | Pulsating combustion device with improved energy conversion efficiency and reduced noise level |
| RU2767121C1 (en) * | 2021-03-22 | 2022-03-16 | Мусрет Османович Намазов | Flow-through boiler for pulsating combustion |
| WO2023277724A1 (en) * | 2021-07-02 | 2023-01-05 | Ильгиз Амирович Ямилев | Pulsating combustion apparatus with increased efficiency |
| RU2789938C1 (en) * | 2022-09-08 | 2023-02-14 | Мансур Закариевич Садыков | Gas flow heating boiler |
-
2005
- 2005-12-22 RU RU2005140015/06A patent/RU2293253C1/en active
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2549278C1 (en) * | 2014-03-05 | 2015-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЁПЛО" | Intermittent burning burner |
| RU2549279C1 (en) * | 2014-03-05 | 2015-04-27 | Общество с ограниченной ответственностью "ТЁПЛО" | Intermittent combustion device |
| RU2560854C2 (en) * | 2014-05-13 | 2015-08-20 | ООО НТП "Пульсар" | Valvate mixing device for intermittent combustion boiler |
| WO2016082843A1 (en) * | 2014-11-25 | 2016-06-02 | Сергей Евгеньевич УГЛОВСКИЙ | Method for intensifying heat exchange and apparatus for carrying out the method |
| RU171012U1 (en) * | 2017-01-10 | 2017-05-17 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский государственный архитектурно-строительный университет" КГАСУ | PULSE BURNING CAMERA |
| WO2020117087A1 (en) * | 2018-12-06 | 2020-06-11 | Ильгиз Амирович Ямилев | Pulsating combustion device with improved energy conversion efficiency and reduced noise level |
| RU2805244C1 (en) * | 2020-01-27 | 2023-10-12 | Ильгиз Амирович Ямилев | Apparatus for oscillation burning with vibration dampening |
| RU2767121C1 (en) * | 2021-03-22 | 2022-03-16 | Мусрет Османович Намазов | Flow-through boiler for pulsating combustion |
| WO2023277724A1 (en) * | 2021-07-02 | 2023-01-05 | Ильгиз Амирович Ямилев | Pulsating combustion apparatus with increased efficiency |
| RU2789938C1 (en) * | 2022-09-08 | 2023-02-14 | Мансур Закариевич Садыков | Gas flow heating boiler |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2293253C1 (en) | Pulse burning boiler | |
| RU2125204C1 (en) | Burner | |
| CN205137854U (en) | Gas water heater | |
| US4780076A (en) | Power burner | |
| RU48619U1 (en) | BURNER | |
| RU2419744C2 (en) | Injection mixing burner | |
| RU73447U1 (en) | PULSING COMBUSTION HEAT GENERATOR (OPTIONS) | |
| CN104727976B (en) | A kind of combustion heating system of Stirling engine | |
| CN110530021A (en) | A kind of pre-heated burning coil condensation heat exchanger | |
| CN2789674Y (en) | Civil atmospheric gas combustion heating furnace | |
| KR200280238Y1 (en) | Industrial Brown Gas Boiler with Burner | |
| CN201163089Y (en) | Vertical coil pipe fuel heater | |
| RU20155U1 (en) | HEATING DEVICE | |
| RU215533U1 (en) | BOILER | |
| KR200208332Y1 (en) | Heating apparatus using thermonuclear reaction of Brown gas | |
| US8277214B2 (en) | Device for intensifying a flame | |
| KR100434686B1 (en) | Industrial Brown Gas Boiler with Burner | |
| CN201344527Y (en) | High-efficient coal combustor | |
| RU83598U1 (en) | WATER BOILER | |
| CN209944739U (en) | High-power full-premix module floor furnace | |
| KR200275166Y1 (en) | Burner | |
| RU180647U1 (en) | Hot water boiler | |
| RU179513U1 (en) | STEAM GAS GENERATOR | |
| RU97487U1 (en) | HEATING BOILER | |
| CN2197149Y (en) | Gas or oil circulating heater |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20120607 |
|
| PD4A | Correction of name of patent owner |