RU24268U1 - Малоразмерное теплогенераторное устройство - Google Patents

Abstract

Малоразмерное теплогенераторное устройство, которое содержит емкость для топлива, вентилятор и расположенную за ним по ходу потока воздуха камеру сгорания с огневым днищем, систему поджига, двухкомпонентные форсунки соплового типа, размещенные в огневом днище и соединенные по входу с выходом воздуха вентилятора, а по выходу совмещенные с внутренней поверхностью огневого днища, отличающееся тем, что подвод топлива к форсункам осуществляется по единому трубопроводу, форсунки в количестве не менее трех расположены осесимметрично по окружности с расстоянием между осями соседних форсунок, не превышающим четырех диаметров d минимального сечения воздушного канала двухкомпонентной форсунки, а диаметр d в мм численно равен квадратному корню из N, где N - мощность малоразмерного теплогенераторного устройства в кВт.

Description

МКИ: F 23 С5/08Ш

F23C11/00 F 26 В23/02

Малоразмерное теплогенераторное УСТРОЙСТВО

Предполагаемая полезная модель относится к теплогенераторным установкам. Может быть использована для сжигания сетевого природного газа с высокой полнотой сгорания и с широким диапазоном регулирования температуры продуктов сгорания. Наиболее выгодно использование малоразмерного теплогенераторного устройства (МП У) в населённых пунктах с пониженным давлением (вплоть до разряжения) в быговых газовых сетях.

В качестве аналога МТГУ выбран газогорелочный блок ГГБ-225, производства СНТК им. Н.Д. Кузнецова. ГГБ-225 предназначен для сжигания топлива в воздушном потоке с целью получения тепловой энергии. Недостатками известного технического решения по аналогу является невозможность получения высокой полноты сгорания топлива и необходимость потребного давления топлива, превьш1ающего атмосферное давление, а также узкий диапазон изменения температуры горячих газов, выходящих из газогорелочного блока.

Известно устройство для сжигания топлива по патенту РФ № 2156935 от 08.07.1999 г., F 26 В 23/02, принятое за прототип. Устройство по прототипу содержит ёмкость для топлива, органы управления, вентилятор и расположенную за ним по ходу потока воздуха камеру сгорания с огневым днищем, систему поджига, наружную обечайку, образующую цилиндрическую полость вокруг камеры сгорания, двухкомпонентные форсунки соплового типа, размещённые в огневом днище и соединённые по входу с выходом воздуха вентилятора, а по выходу совмещены с внутренней поверхностью огневого днища.

Устройство по прототипу работает по принципу создания воздухом вентилятора разряжения при прохождении через двухкомпонентную форсунку соплового типа. Благодаря этому происходит засасывание топлива в форсунку через систему трубопроводов из топливной ёмкости. Форсунки вьшолнены таким образом, что в них происходит смешение топлива с воздухом в стехиометрическом соотношении. Полученная смесь поступает в камеру сгорания, где воспламеняется системой поджига и сгорает. Выравнивание поля температур сгоревшей смеси происходит как в

камере сгорания, так и за её пределами путём смешения продуктов сгорания с вторичным воздухом.

Недостатком технического решения по прототипу является сложность конструкции из-за большого числа форсунок, разветвлённой сети подводящих трубопроводов. В результате осложнена сборка и техническое обслуживание устройства, что приводит к дороговизне и снижению надёжности в эксплуатации. В силу повышенной размерности устройства ограничен нижний уровень диапазона его мощности, что сужает пределы его применимости.

Полезная модель ставит задачу повыщения надёжности, снижения себестоимости изготовления и эксплуатации устройства, работы в недоступном для прототипа мощностном диапазоне.

Поставленная задача решается тем, что малоразмерное теплогенераторное устройство содержит ёмкость для топлива, вентилятор и расположенную за ним по ходу воздуха камеру сгорания с огневым днищем, систему поджига, двухкомпонентные форсунки соплового типа, размещённые в огневом днище и соединённые по входу с выходом воздуха вентилятора, а по выходу совмещённые с внутренней поверхностью огневого днища, причём подвод топлива к форсункам осуществляется по единому трубопроводу, форсунки в количестве не менее 3-х расположены осесимметрично по окружности с расстоянием между осями соседних форсунок, не превышающим четырёх диаметров d минимального сечения воздушного канала двухкомпонентной форсунки, а диаметр d в мм численно равен квадратному корню из N, где N мощность малоразмерного тешюгенераторного устройства в кВт.

На фиг. 1 представлен продольный разрез устройства, реализующего предложенную полезную модель, а на фиг. 2 вид А с фиг.1. Устройство включает ёмкость 1 топлива с подводящим трубопроводом 2, воздушный вентилятор 3 с выходом 4, камеру сгорания 5 с огневым днищем 6, двухкомпонентные форсунки 7 соплового типа, орган регулирования 8 подачи топлива, систему поджига 9, отверстия 10.

Работа устройства, схематично представленного на фиг.1 и фиг.2, осуществляется следующим образом. Одновременно с открытием органа регулирования 8 производится запуск воздушного вентилятора 3 и системы поджига 9. Воздух вентилятора по выходу 4 проходит частью своей массы через воздушные каналы двухкомпонентных форсунок 7 и, создавая в них разряжение среды, производит подсос

топлива из ёмкости 1 через трубопровод 2. В форсунках 7 происходит рмешение топлива с воздухом в стехиометрическом соотношении. Топливо-воздушная смесь, пройдя форсушси 7 воспламеняется системой поджига 9 и поступает в камеру сгорания 5, где происходит её горение. Через отверстия 10 в камеру сгорания 5 поступает вторичный воздух, который смешивается с продукты сгорания. В результате осуществляется выравнивание поля температур потока, проходящего через камеру сгорания 5. Одновременно, вторичный воздух осуществляет охлаждение огневого днища 6 и стенок камеры сгорания 5.

Для поддержания стабильного (устойчивого) горения устройство должно содержать не менее трёх форсунок 7, расположенных осесимметрично на огневом днище 6. Компактность размещения форсунок 7 и как следствие, габариты огневого днища 6 обусловлены требованием к минимальному расстоянию между осями соседних форсунок, которое не должно превьш1ать четырёх диаметров d минимального сечения воздушного канала двухкомпонентной форсушси 7.

Форсунки 7 выполнены съёмными. Это позволяет изменять тепловую мощность МТГУ путём поочерёдного использования неско.пьких комплектов форсунок 7, имеющих различные диаметры d минимального сечения воздушного канала

(й л/ЛГ).

Расчёты показывают, что при использовании в устройстве, представленном на фиг.1 и фиг2, трёх форсунок с диаметром d равном 7.5 мм, мощности вентилятора 0.9 кВт, расходе воздуха через вентилятор 60 , степени повьшхения давления воздуха в вентиляторе 1.1, расходе топливного газа 4.5 тепловая мощность устройства составляет 40 кВт.

МТГУ может использоваться для обогрева бытовых и производственных помещений, модернизации существующего котельного оборудования, нагрева воды.

Предлагаемую полезную модель предполагается внедрить в АО «Краснодарнефтегаз в 2002 г. В настоящее время изготовлен опытный образец, который проходит полнообъёмные испытания.

Claims (1)

1. Малоразмерное теплогенераторное устройство, которое содержит емкость для топлива, вентилятор и расположенную за ним по ходу потока воздуха камеру сгорания с огневым днищем, систему поджига, двухкомпонентные форсунки соплового типа, размещенные в огневом днище и соединенные по входу с выходом воздуха вентилятора, а по выходу совмещенные с внутренней поверхностью огневого днища, отличающееся тем, что подвод топлива к форсункам осуществляется по единому трубопроводу, форсунки в количестве не менее трех расположены осесимметрично по окружности с расстоянием между осями соседних форсунок, не превышающим четырех диаметров d минимального сечения воздушного канала двухкомпонентной форсунки, а диаметр d в мм численно равен квадратному корню из N, где N - мощность малоразмерного теплогенераторного устройства в кВт.