RU2788490C1 - Device and method for burning fuel-air mixture - Google Patents

Device and method for burning fuel-air mixture Download PDF

Info

Publication number
RU2788490C1
RU2788490C1 RU2021135010A RU2021135010A RU2788490C1 RU 2788490 C1 RU2788490 C1 RU 2788490C1 RU 2021135010 A RU2021135010 A RU 2021135010A RU 2021135010 A RU2021135010 A RU 2021135010A RU 2788490 C1 RU2788490 C1 RU 2788490C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
air
electrode system
housing
fuel mixture
fuel
Prior art date
Application number
RU2021135010A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Феликс Анатольевич Серант
Дмитрий Феликсович Серант
Сергей Николаевич Кучанов
Дмитрий Олегович Кочергин
Владимир Александрович Щукин
Артемий Сергеевич Мальчугов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС - Инновационные Технологии"
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС - Инновационные Технологии" filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС - Инновационные Технологии"
Application granted granted Critical
Publication of RU2788490C1 publication Critical patent/RU2788490C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: electrical engineering.
SUBSTANCE: device for burning the fuel-air mixture can be used in the fuel industry and energy industry and belongs to the field of electrical engineering, namely to ignition devices designed for burning of fuel-air mixtures, for example, coal dust-air mixture during oil-free ignition of CHP boilers. The device for burning the fuel-air mixture contains an insulating housing with an air supply line, inside which an electrode system and voltage supply lines are installed, and the electrode system has an initiating part, made adjustable and attached to the housing from inside it, and a removable part extending beyond the housing connected to each other. The housing is collapsible and made of fiberglass. The housing has an observation window. The voltage supply line contains at least one bus connected to any of the electrodes. The initiating part of the electrode system has breakdown voltage regulators. The breakdown voltage regulators are made in the form of movable screws.
EFFECT: formation of a stable gas diffusion discharge and, as a result, effective ignition of the fuel-air mixture, as well as an increase in maintainability and wear resistance of the electrode system.
11 cl, 4 dwg

Description

Область техникиTechnical field

[1] Заявленное изобретение может применяться в отрасли топливной промышленности и энергетики и относится к области электротехники, а именно к запальным устройствам, предназначенным для розжига топливовоздушных смесей, например, для розжига угольной пылевоздушной смеси при безмазутном розжиге котлов ТЭЦ.[1] The claimed invention can be used in the fuel industry and energy and relates to the field of electrical engineering, namely, to ignition devices designed to ignite air-fuel mixtures, for example, to ignite a coal dust-air mixture during oil-free ignition of CHP boilers.

Уровень техникиState of the art

[2] Запальное устройство, или запальник, это приспособление, осуществляющее розжиг основной горелки, воспламеняющей топливовоздушную смесь, подаваемую в топочные устройства и тепловое оборудование. Данное устройство обычно представляет собой канал с помещенными внутри него электродами. При подаче на них напряжения в пробойном участке возникает электрический разряд, который при перемещении по электродам воспламеняет частицы топлива в горелке. Движение разряда может осуществляться подачей воздуха в канале или воздействием магнитного поля. Известны несколько устройств и способов, описывающих различную конструкцию запальников и методы сжигания топливовоздушной смеси.[2] The ignition device, or igniter, is a device that ignites the main burner, which ignites the air-fuel mixture supplied to the combustion devices and thermal equipment. This device is usually a channel with electrodes placed inside it. When voltage is applied to them, an electric discharge occurs in the breakdown area, which, when moving along the electrodes, ignites the fuel particles in the burner. The movement of the discharge can be carried out by supplying air in the channel or by the action of a magnetic field. There are several devices and methods that describe the different designs of igniters and methods of combustion of the air-fuel mixture.

[3] Известно решение (RU 2726023 C1; опубл. 08.07.2020; МПК: F23D 1/00, F23Q 13/00), раскрывающее способ факельного сжигания топливовоздушной смеси, включающее в себя в том числе создание электрического разряда в зоне воспламенения, подачу топлива и воздуха в зону воспламенения, осуществление плазменного электроионизационного воспламенения топливовоздушной смеси и осуществления ее факельного сжигания, при этом на электрический разряд воздействуют магнитным полем, силовые линии которого ориентированы перпендикулярно потоку топливовоздушной смеси.[3] A solution is known (RU 2726023 C1; publ. 07/08/2020; IPC: F23D 1/00, F23Q 13/00), which discloses a method for flaring combustion of an air-fuel mixture, including, among other things, the creation of an electric discharge in the ignition zone, the supply fuel and air into the ignition zone, the implementation of plasma electroionization ignition of the fuel-air mixture and the implementation of its flare combustion, while the electric discharge is affected by a magnetic field, the lines of force of which are oriented perpendicular to the flow of the air-fuel mixture.

[4] В указанном решении также раскрыто устройство плазменного электроионизационного воспламенения топливовоздушной смеси, содержащее корпус, к которому подведен топливопровод и воздухопровод, внутри корпуса установлены стержневые электроды, направленные вдоль его продольной оси и предназначенные для генерирования электрического разряда, причем корпус выполнен из немагнитного материала, за стержневыми электродами, в направлении потока топливовоздушной смеси, на наружных противоположных сторонах корпуса установлены, с возможностью перемещения вдоль продольной оси корпуса, электромагнитные катушки с магнитопроводами, а продольные оси этих электромагнитных катушек с магнитопроводами соосны друг другу и перпендикулярны продольной оси корпуса, причем электромагнитные катушки с магнитопроводами установлены напротив зоны излучения электрического разряда внутри корпуса.[4] In this solution, a device for plasma electroionization ignition of an air-fuel mixture is also disclosed, comprising a housing to which a fuel line and an air duct are connected, rod electrodes are installed inside the housing, directed along its longitudinal axis and designed to generate an electric discharge, and the housing is made of non-magnetic material, behind the rod electrodes, in the direction of the air-fuel mixture flow, on the outer opposite sides of the housing, electromagnetic coils with magnetic circuits are installed, with the possibility of moving along the longitudinal axis of the housing, and the longitudinal axes of these electromagnetic coils with magnetic circuits are coaxial to each other and perpendicular to the longitudinal axis of the housing, and the electromagnetic coils with magnetic circuits are installed opposite the electric discharge radiation zone inside the housing.

[5] К недостаткам указанных способа и устройства относятся расположение электродов в потоке топливовоздушной смеси, приводящее к ускоренному абразивному износу этих элементов, а также затрудненный контроль зажигания электрической дуги между электродами.[5] The disadvantages of this method and device include the location of the electrodes in the air-fuel mixture, leading to accelerated abrasive wear of these elements, as well as difficult control of the ignition of the electric arc between the electrodes.

[6] Известно другое решение (US 4241673 A; опубл. 30.12.1980; МПК: F23D 1/00), состоящее из в том числе формирования воспламеняемой смеси, включающего наличие источника пылеугольной пыли с достаточно малым размером частиц и подачу пылеугольной смеси, передачи воспламеняемой смеси в зону воспламенения, подачи энергии воспламенения в смесь с последующим ее зажиганием, проверкой успешности воспламенения и стабилизации пламени. Устройство зажигания и поддержания горения пылеугольной смеси в свою очередь содержит приспособление для формирования смеси, приспособление для подачи ее в зону воспламенения, приспособления для поддержания горения и сенсоры, реагирующие на возгорание частиц.[6] Another solution is known (US 4241673 A; publ. 12/30/1980; IPC: F23D 1/00), consisting of, among other things, the formation of a flammable mixture, including the presence of a source of pulverized coal dust with a sufficiently small particle size and the supply of pulverized coal mixture, transmission flammable mixture into the ignition zone, supplying ignition energy to the mixture with its subsequent ignition, checking the success of ignition and flame stabilization. The device for igniting and maintaining combustion of the pulverized coal mixture, in turn, contains a device for forming the mixture, a device for supplying it to the ignition zone, devices for maintaining combustion, and sensors that respond to particle ignition.

[7] В число недостатков приведенных устройства и способа входит затруднительная замена зажигающего электрода.[7] Among the disadvantages of the above device and method is the difficult replacement of the ignition electrode.

[8] Другим близким к заявляемому изобретению можно считать решение (RU №2410603 C1; опубл. 27.01.2011; МПК: F23Q 5/00, F23Q 13/00). В патенте описано устройство плазменного воспламенения пылеугольного топлива, содержащее корпус, стержневые электроды для генерирования электрической дуги, топливопровод и трубопровод вторичного воздуха, отличающееся тем, что корпус разделен поперечной перегородкой на резонансную и охлаждающую камеры, причем в центре перегородки выполнен проход вторичного воздуха и в нем установлены с возможностью продольного перемещения стержневые электроды, причем их рабочая часть направлена внутрь резонансной камеры, а электрическую дугу создают переменным током высокой частоты в резонансной камере с образованием акустического поля.[8] Another solution close to the claimed invention can be considered (RU No. 2410603 C1; publ. 27.01.2011; IPC: F23Q 5/00, F23Q 13/00). The patent describes a device for plasma ignition of pulverized coal, containing a housing, rod electrodes for generating an electric arc, a fuel line and a secondary air pipeline, characterized in that the housing is divided by a transverse partition into resonant and cooling chambers, and in the center of the partition a passage of secondary air is made and in it rod electrodes are installed with the possibility of longitudinal movement, and their working part is directed inside the resonant chamber, and the electric arc is created by high-frequency alternating current in the resonant chamber with the formation of an acoustic field.

[9] Недостатки данного изобретения состоят в том, что нахождение электродов в потоке пылеугольной смеси снижает ресурс работы электродов, подвергающихся абразивному износу. Кроме того, регуляция пробойного расстояния затруднена ввиду конструкции электродов.[9] The disadvantages of this invention are that the presence of the electrodes in the flow of pulverized coal mixture reduces the service life of the electrodes subjected to abrasive wear. In addition, the regulation of the breakdown distance is difficult due to the design of the electrodes.

[10] Недостатком всех упомянутых приборов является сложная замена поджигающих электродов, а также отсутствие простой регуляции пробойного расстояния между ними.[10] The disadvantage of all the mentioned devices is the difficult replacement of the ignition electrodes, as well as the lack of a simple regulation of the breakdown distance between them.

Сущность изобретенияThe essence of the invention

[11] Задачей настоящего изобретения является создание разборного и эффективного устройства сжигания топливовоздушной смеси и разработка способа, поддерживающего заявляемую эффективность устройства.[11] The objective of the present invention is to provide a collapsible and efficient combustion device for air-fuel mixture and to develop a method that maintains the claimed efficiency of the device.

[12] Данная задача решается за счет достижения заявляемым изобретением технического результата, заключающегося в формировании стабильного газового диффузионного разряда и, как следствие, эффективном воспламенении топливовоздушной смеси, а также повышенной ремонтопригодности и износостойкости электродной системы.[12] This problem is solved by achieving the technical result claimed by the invention, which consists in the formation of a stable gas diffusion discharge and, as a result, the effective ignition of the air-fuel mixture, as well as increased maintainability and wear resistance of the electrode system.

[13] Стабильность достигается посредством наличия съемной части электродной системы, выходящей за пределы корпуса и не контактирующей с потоком топливовоздушной смеси, что исключает абразивный износ электродной системы и способствует тем самым стабильному зажиганию разряда. Кроме того, стабильность достигается за счет регулировки пробойного расстояния с помощью инициирующей регулируемой части электродной системы, возможности замены съемной части электродной системы и герметичности электродного блока, а также благодаря возможности установки смотрового окна, обеспечивающего визуальный контроль износа рабочих элементов, процесса воспламенения топливовоздушной смеси и выставления пробойного расстояния.[13] Stability is achieved through the presence of a removable part of the electrode system that extends beyond the housing and does not come into contact with the air-fuel mixture flow, which eliminates abrasive wear of the electrode system and thereby contributes to stable discharge ignition. In addition, stability is achieved by adjusting the breakdown distance with the help of the initiating adjustable part of the electrode system, the possibility of replacing the removable part of the electrode system and the tightness of the electrode block, as well as the possibility of installing a viewing window that provides visual control of wear of working elements, the process of ignition of the air-fuel mixture and setting breakdown distance.

[14] Технический результат достигается за счет конструкции устройства сжигания топливовоздушной смеси, обеспечивающей надежность зажигания газового диффузионного разряда, повышенную ремонтопригодность и износостойкость электродной системы.[14] The technical result is achieved due to the design of the air-fuel mixture combustion device, which ensures the reliability of ignition of the gaseous diffusion discharge, increased maintainability and wear resistance of the electrode system.

[15] Устройство сжигания топливовоздушной смеси содержит изолирующий корпус, к которому подведена линия подачи воздуха, проходящая через корпус. Электродная система, состоящая из инициирующей регулируемой и съемной частей, соединенных между собой, размещается в корпусе таким образом, что инициирующая регулируемая часть устанавливается внутри корпуса с помощью креплений, а съемная выносится за него. Подача напряжения в электродную систему осуществляется с помощью источника напряжения и соединенной с ним линии подачи, проходящей через корпус. В число особенностей конструкции входит выполнение инициирующей части электродной системы регулируемой, за счет чего улучшается контроль процесса зажигания разряда, а также наличие съемной части электродной системы, позволяющей облегчить замену изнашиваемых частей системы, например, электродов, и выходящей съемной части за корпус, что также упрощает замену и позволяет исключить абразивный износ частей электродной системы за счет отсутствия их контакта с топливовоздушной смесью.[15] The air-fuel mixture combustion device comprises an insulating housing, to which an air supply line is connected, passing through the housing. The electrode system, consisting of the initiating regulated and removable parts interconnected, is placed in the housing in such a way that the initiating regulated part is installed inside the housing using fasteners, and the removable part is taken out of it. The voltage supply to the electrode system is carried out using a voltage source and a supply line connected to it, passing through the housing. The design features include the adjustable initiating part of the electrode system, which improves the control of the discharge ignition process, as well as the presence of a removable part of the electrode system, which makes it easier to replace wear parts of the system, for example, electrodes, and the removable part that extends beyond the housing, which also simplifies replacement and eliminates abrasive wear of parts of the electrode system due to the absence of their contact with the air-fuel mixture.

[16] Изолирующий корпус выполняет прежде всего защитную функцию. Изоляция необходима для того, чтобы пробой осуществлялся в электродной системе, хотя существуют решения, в которых сам корпус зажигающих устройств выступает в качестве одного из пробойных электродов. Выполнение корпуса с изоляцией исключает возможную опасность получения травм, связанных с воздействием электрического тока, а также предотвращает дополнительное нагревание корпуса, связанное с протеканием по нему тока. Для повышения ремонтопригодности устройства корпус может быть выполнен разборным. Одним из предпочтительных вариантов материала корпуса является стеклотекстолит. Данный материал представляет собой слоистый листовой композит, состоящий из множества слоев стеклоткани, пропитанных полимерной термореактивной смолой и спрессованных под высоким давлением. Это вещество отличается хорошей термостойкостью, высоким удельным сопротивлением и прочностью. Также в корпусе может быть выполнено смотровое окно, с помощью которого можно улучшить контролирование процесса выставления пробойного расстояния в инициирующей части электродной системы и, следовательно, сам процесс зажигания разряда.[16] The insulating housing performs primarily a protective function. Insulation is necessary for the breakdown to take place in the electrode system, although there are solutions where the body of the igniters itself acts as one of the breakdown electrodes. The implementation of the housing with insulation eliminates the possible danger of injury associated with the impact of electric current, and also prevents additional heating of the housing associated with the flow of current through it. To improve the maintainability of the device, the housing can be made collapsible. One of the preferred options for the body material is fiberglass. This material is a laminated sheet composite consisting of many layers of glass fabric impregnated with a polymeric thermosetting resin and pressed under high pressure. This substance has good thermal stability, high resistivity and strength. Also, a viewing window can be made in the case, with the help of which it is possible to improve the control of the process of setting the breakdown distance in the initiating part of the electrode system and, consequently, the process of discharge ignition itself.

[17] Линия подачи воздуха выполняет две функции: перемещение электрического разряда внутри электродной системы за пределы корпуса и охлаждение рабочих элементов электродной системы. Линия подачи может сообщаться с корпусом через штуцер или иной подходящий разъемный элемент.[17] The air supply line performs two functions: moving the electric discharge inside the electrode system outside the housing and cooling the working elements of the electrode system. The supply line may communicate with the body through a fitting or other suitable detachable element.

[18] Электродная система является основным рабочим элементом устройства. Напряжение достаточной величины, подающееся на нее по линиям подачи напряжения с помощью источника напряжения, вызывает пробой воздуха в системе и зажигание разряда. Пробойное напряжение зависит от нескольких параметров, в числе которых длина пробойного расстояния в системе, температура и окружающей среды, скорость потока воздуха и другие. Электродная система разделена на две соединенные составляющие части: инициирующую и съемную. Инициирующая часть обеспечивает неподвижную фиксацию электродной системы в корпусе с помощью креплений и зажигание разряда в системе, в то время, как по съемной части в результате движения потока воздуха, поданного по линии подачи воздуха, движется разряд. Съемная часть соединяется с инициирующей, например, с помощью резьбового соединения, и выходит за пределы корпуса. В случае износа этой части в ходе эксплуатации устройства она легко может быть отсоединена и заменена на новую. Инициирующая часть может быть снабжена регуляторами пробойного напряжения, с помощью которых улучшается контролирование процесса зажигания разряда и его движения по электродной системе, либо может быть обеспечена настройка пробойного расстояния с помощью регуляции креплений к корпусу или иным способом. Предпочтительным вариантом выполнения регуляции инициирующей части является наличие в ней регуляторов пробойного напряжения и, в частности, их изготовление в виде ввинчиваемых винтов, вкрученных в сквозные резьбовые отверстия в инициирующей части электродной системы. Это обеспечивает простоту регулировки пробойного расстояния и замены самих винтов, что улучшает ремонтопригодность устройства и способствует стабильности зажигания разряда.[18] The electrode system is the main working element of the device. A voltage of sufficient magnitude, applied to it through the voltage supply lines using a voltage source, causes a breakdown of air in the system and the ignition of a discharge. The breakdown voltage depends on several parameters, including the length of the breakdown distance in the system, temperature and environment, air flow rate, and others. The electrode system is divided into two connected components: initiating and removable. The initiating part provides a fixed fixation of the electrode system in the housing with the help of fasteners and ignition of the discharge in the system, while the discharge moves along the removable part as a result of the movement of the air flow supplied through the air supply line. The removable part is connected to the initiating part, for example, using a threaded connection, and goes outside the body. If this part wears out during the operation of the device, it can be easily detached and replaced with a new one. The initiating part can be equipped with breakdown voltage regulators, with the help of which the control of the discharge ignition process and its movement along the electrode system is improved, or the breakdown distance can be adjusted by adjusting the fastenings to the case or in another way. A preferred option for regulating the initiating part is the presence of breakdown voltage regulators in it and, in particular, their manufacture in the form of screwed screws screwed into through threaded holes in the initiating part of the electrode system. This makes it easy to adjust the breakdown distance and replace the screws themselves, which improves the maintainability of the device and contributes to the stability of the discharge ignition.

[19] Линии подачи напряжения служат для передачи напряжения от источника в электродную систему. Они выполнены в виде высоковольтных проводов и могут соединяться с системой как через установленные в корпусе разъемы, так и напрямую или иным путем. Также в корпусе могут быть установлены шины, служащие для фиксации проводов внутри корпуса и исключающие их контакт с частями корпуса или между собой, обеспечивая тем самым стабильную работу устройства.[19] Voltage supply lines are used to transfer voltage from the source to the electrode system. They are made in the form of high-voltage wires and can be connected to the system either through connectors installed in the housing, or directly or in another way. Also, tires can be installed in the case, which serve to fix the wires inside the case and exclude their contact with parts of the case or between themselves, thereby ensuring stable operation of the device.

[20] Способ сжигания топливовоздушной смеси состоит из нескольких этапов, при которых на устройстве сжигания выставляют необходимое пробойное расстояние с помощью регулируемой инициирующей части, затем подключают устройство сжигания к магистрали, в которой происходит перенос топливовоздушной смеси. Подключение осуществляют таким образом, чтобы обеспечить отсутствие контакта выходящей за пределы корпуса съемной части электродной системы с потоком смеси, но при этом вытесненный потоком воздуха электрический разряд находится в досягаемости топливовоздушной смеси. Далее подают воздух по линии подачи воздуха, затем создают газовый диффузионный разряд внутри электродной системы посредством подачи в нее высоковольтного напряжения по линиям подачи напряжения, который затем вытесняется потоком воздуха, обеспечивающим взаимодействие разряда и воздушной смеси топлива с ее последующим зажиганием и сжиганием. Также могут проводить дополнительную регулировку пробойного расстояния в зависимости от различных параметров системы, например, температуры подающегося потока воздуха и его скорости, что дополнительно способствует стабильности зажигания разряда. В качестве топливовоздушного топлива может выступать пылевоздушная смесь с различным содержанием компонентов, используемая, например, для розжига топочных пространств.[20] The air-fuel mixture combustion method consists of several stages, in which the necessary breakdown distance is set on the combustion device using an adjustable initiating part, then the combustion device is connected to the line in which the air-fuel mixture is transferred. The connection is carried out in such a way as to ensure that the removable part of the electrode system extending beyond the housing does not come into contact with the mixture flow, but the electric discharge displaced by the air flow is within the reach of the air-fuel mixture. Next, air is supplied through the air supply line, then a gas diffusion discharge is created inside the electrode system by supplying high-voltage voltage to it through the voltage supply lines, which is then displaced by an air flow that ensures the interaction of the discharge and the fuel air mixture with its subsequent ignition and combustion. They can also carry out additional adjustment of the breakdown distance depending on various parameters of the system, for example, the temperature of the supplied air flow and its speed, which additionally contributes to the stability of the discharge ignition. The air-fuel fuel can be a dust-air mixture with a different content of components, used, for example, to ignite furnace spaces.

Описание чертежейDescription of drawings

[21] Объект притязаний по настоящей заявке описан по пунктам и четко заявлен в формуле изобретения. Упомянутые выше задачи, признаки и преимущества изобретения очевидны из нижеследующего подробного описания, в сочетании с прилагаемыми чертежами, на которых показано:[21] The subject matter of this application is described point by point and clearly stated in the claims. The objects, features and advantages of the invention mentioned above will be apparent from the following detailed description, taken in conjunction with the accompanying drawings, which show:

[22] На Фиг. 1 показан продольный разрез устройства[22] FIG. 1 shows a longitudinal section of the device

[23] На Фиг. 2 показан поперечный разрез устройства[23] FIG. 2 shows a cross section of the device

[24] На Фиг. 3 показан общий вид устройства сжигания топливовоздушной смеси[24] FIG. 3 shows a general view of the air-fuel mixture combustion device

[25] На Фиг. 4 показана блок-схема, иллюстрирующая способ сжигания топливовоздушной смеси.[25] FIG. 4 is a flowchart illustrating the air-fuel mixture combustion method.

Подробное описание изобретенияDetailed description of the invention

[26] В приведенном ниже подробном описании реализации изобретения приведены многочисленные детали реализации, призванные обеспечить отчетливое понимание настоящего изобретения. Однако, квалифицированному в предметной области специалисту, очевидно, каким образом можно использовать настоящее изобретение, как с данными деталями реализации, так и без них. В других случаях хорошо известные методы, процедуры и компоненты не описаны подробно, чтобы не затруднять излишне понимание особенностей настоящего изобретения.[26] In the following detailed description of the implementation of the invention, numerous implementation details are provided to provide a clear understanding of the present invention. However, one skilled in the art will appreciate how the present invention can be used, both with and without these implementation details. In other cases, well-known methods, procedures, and components are not described in detail so as not to unduly obscure the features of the present invention.

[27] Кроме того, из приведенного изложения ясно, что изобретение не ограничивается приведенной реализацией. Многочисленные возможные модификации, изменения, вариации и замены, сохраняющие суть и форму настоящего изобретения, очевидны для квалифицированных в предметной области специалистов.[27] In addition, from the foregoing it is clear that the invention is not limited to the above implementation. Numerous possible modifications, alterations, variations, and substitutions that retain the spirit and form of the present invention will be apparent to those skilled in the art.

[28] На Фиг. 1 изображен продольный разрез одного из вариантов сборки устройства сжигания топливовоздушной смеси. В качестве топливовоздушного топлива может выступать, например, пылеугольная смесь с различным соотношением составных веществ. Устройство содержит изолирующий корпус 101, к которому подведена линия подачи воздуха, соединенная с корпусом через разъемный элемент, выполненный в виде штуцера 102, и в который с помощью креплений 103 помещена инициирующая часть 105 электродной системы, выполненная регулируемой. Инициирующая часть 105 соединяется со съемной частью 104, выходящей за пределы корпуса 101, например, с помощью муфты или иначе. В предпочтительном варианте осуществления в инициирующей части 105 выполнено резьбовое соединение, с помощью которого съемная часть 104 электродной системы вкручивается в инициирующую, что обеспечивает легкость замены съемной части и улучшенную ремонтопригодность. В данном исполнении в инициирующей части 105 также выполнены отверстия для установки регуляторов пробойного расстояния, изготовленные в виде вкручиваемых винтов 106. В корпусе 101 также сделаны пазы для установки смотрового окна 107. В данном исполнении изолирующий корпус 101 целиком изготовлен из стеклотекстолита и является разборным. Это изолирующее вещество отличается хорошей термостойкостью, высоким удельным сопротивлением и прочностью, что дополнительно обеспечивает стабильность работы устройства. Сборка корпуса 101 осуществляется с помощью стандартных изделий, а именно болтов, шайб, винтов и гаек. Такая реализация обеспечивает легкость сборки и разборки корпуса 101, а также прочность соединения его конструкционных элементов, что в совокупности способствует повышению ремонтопригодности. Наличие в корпусе смотрового окна 107 обеспечивает более легкий контроль процесса выставления пробойного расстояния на винтах 106, а также, как следствие, самого процесса зажигания разряда. Смотровое окно 107 изготовлено из жаростойкого материала, выдерживающего высокие температуры при розжиге, например, пылеугольной смеси. Линия подачи воздуха со штуцером 102 обеспечивает не только движение зажженного в электродной части разряда, но и охлаждение устройства за счет теплопереноса потоком воздуха. Съемная часть 104 электродной системы вынесена за пределы корпуса и располагается таким образом, чтобы обеспечивалось отсутствие контакта съемной части 104 с потоком, при этом вытесненный потоком воздуха разряд находится в досягаемости смеси. Это исключает абразивный износ рабочих участков элементов, способствую тем самым стабильному зажиганию разряда. Кроме того, съемная часть 104 может быть легко заменена при сильном износе, происходящем в ходе эксплуатации устройства. В общем случае настройка пробойного расстояния может осуществляться с помощью в том числе изменения длины крепежа или глубины его фиксации в элементах корпуса за счет вкручивания или иначе, а также наклона пробойных участков электродной системы друг к другу с помощью, например, их шарового соединения с корпусом. В предпочтительном исполнении регулировка пробойного расстояния осуществляется с помощью регуляторов, выполненных в виде подвижных винтов 106, посредством их вкручивания в отверстия в инициирующей части 105 электродной системы. Выполнение регуляторов в виде подвижных винтов 106 обеспечивает их легкую замену, обусловленную тем фактом, что разряд в данном случае прежде всего инициируется на самих винтах в виду пробоя воздушного пространства, расположенного между ними и являющегося участком электродной системы с наименьшим пробойным расстоянием, а также простоту самого процесса установки пробойного расстояния, что обеспечивает стабильность зажигания электрического разряда.[28] FIG. 1 shows a longitudinal section of one of the options for assembling an air-fuel mixture combustion device. As an air-fuel fuel, for example, a pulverized coal mixture with a different ratio of constituent substances can act. The device contains an insulating housing 101, to which an air supply line is connected to the housing through a detachable element made in the form of a fitting 102, and in which the initiating part 105 of the electrode system, made adjustable, is placed with the help of fasteners 103. The initiating part 105 is connected to the removable part 104 extending outside the body 101, for example, by means of a sleeve or otherwise. In the preferred embodiment, the initiating part 105 is provided with a threaded connection, with which the removable part 104 of the electrode system is screwed into the initiating part, which provides ease of replacement of the removable part and improved maintainability. In this version, the initiating part 105 also has holes for installing the breakdown distance regulators, made in the form of screwed screws 106. The housing 101 also has slots for installing a viewing window 107. In this version, the insulating housing 101 is entirely made of fiberglass and is collapsible. This insulating material is characterized by good heat resistance, high resistivity and strength, which further ensures the stability of the device. Housing 101 is assembled using standard products, namely bolts, washers, screws and nuts. Such an implementation provides ease of assembly and disassembly of the body 101, as well as the strength of the connection of its structural elements, which together contributes to an increase in maintainability. The presence of a viewing window 107 in the housing provides easier control of the process of setting the breakdown distance on the screws 106, and also, as a consequence, the discharge ignition process itself. The viewing window 107 is made of a heat-resistant material that can withstand high ignition temperatures, such as pulverized coal. The air supply line with fitting 102 provides not only the movement of the discharge ignited in the electrode part, but also the cooling of the device due to heat transfer by the air flow. The removable part 104 of the electrode system is placed outside the housing and is located in such a way that the removable part 104 does not come into contact with the flow, while the discharge displaced by the air flow is within the reach of the mixture. This eliminates the abrasive wear of the working sections of the elements, thereby contributing to the stable ignition of the discharge. In addition, the detachable portion 104 can be easily replaced when heavy wear occurs during the operation of the device. In the general case, the setting of the breakdown distance can be carried out by, among other things, changing the length of the fastener or the depth of its fixation in the body elements due to screwing or otherwise, as well as tilting the breakdown sections of the electrode system to each other using, for example, their spherical connection with the body. In the preferred embodiment, the adjustment of the breakdown distance is carried out using regulators made in the form of movable screws 106, by screwing them into holes in the initiating part 105 of the electrode system. The implementation of the regulators in the form of movable screws 106 ensures their easy replacement, due to the fact that the discharge in this case is primarily initiated on the screws themselves due to the breakdown of the air space located between them and which is the part of the electrode system with the smallest breakdown distance, as well as the simplicity of the the process of setting the breakdown distance, which ensures the stability of the ignition of the electric discharge.

[29] На Фиг. 2 показан поперечный разрез одного из выполнения заявляемого устройства. Помимо упомянутых выше элементов, на разрезе видно соединение с корпусом линий подачи тока в электродную систему, выполненное в виде высоковольтных разъемов 108, а также проводов 109, поддерживающих контакт источника с системой. Линии подачи тока также могут быть снабжены шинами, поддерживающими провода 109. Шины исключают случайный контакт проводов с корпусом, что обеспечивает стабильную работу устройства.[29] FIG. 2 shows a cross section of one embodiment of the claimed device. In addition to the elements mentioned above, the section shows the connection with the body of the current supply lines to the electrode system, made in the form of high-voltage connectors 108, as well as wires 109 that maintain contact between the source and the system. The current supply lines can also be provided with busbars supporting the wires 109. The busbars prevent accidental contact of the wires with the case, which ensures stable operation of the device.

[30] На Фиг. 3 представлена схема общего вида одного из вариантов выполнения устройства сжигания топливовоздушной смеси.[30] FIG. 3 shows a general view of one of the embodiments of the air-fuel mixture combustion device.

[31] На Фиг. 4 показана блок-схема, иллюстрирующая один из вариантов способа сжигания топливовоздушной смеси. Он включает в себя предварительную установку пробойного расстояния на устройстве сжигания топливовоздушной смеси с помощью регулируемой инициирующей части, затем дальнейшее подключение самого устройства к магистрали, в которой происходит перенос топливовоздушной смеси. Подключение осуществляют таким образом, чтобы обеспечить отсутствие контакта выходящей за пределы корпуса съемной части электродной системы с потоком смеси, но при этом вытесненный потоком воздуха электрический разряд находится в досягаемости топливовоздушной смеси. Следующим этапом является подача воздуха по линиям подачи, затем создание электрического разряда в электродной системе за счет подачи напряжения в нее по линиям подачи напряжения, что приводит к перемещению потоком воздуха зажженного разряда по выходящей части системы к смеси и взаимодействию разряда с частицами топлива с их зажиганием, что в конечном счете приводит к сжиганию топливовоздушной смеси. Также могут проводить дополнительную регулировку пробойного расстояния в зависимости от различных параметров системы, например, температуры подающегося потока воздуха и его скорости, что дополнительно способствует стабильности зажигания разряда. В качестве топливовоздушного топлива может выступать пылевоздушная смесь с различным содержанием компонентов, используемая, например, для розжига топочных пространств.[31] FIG. 4 is a block diagram illustrating one embodiment of the air-fuel mixture combustion method. It includes pre-setting the breakdown distance on the air-fuel mixture combustion device using an adjustable initiating part, then further connecting the device itself to the line in which the air-fuel mixture is transferred. The connection is carried out in such a way as to ensure that the removable part of the electrode system extending beyond the housing does not come into contact with the mixture flow, but the electric discharge displaced by the air flow is within the reach of the air-fuel mixture. The next step is to supply air through the supply lines, then create an electric discharge in the electrode system by applying voltage to it through the voltage supply lines, which leads to the movement of the ignited discharge by the air flow along the outgoing part of the system to the mixture and the interaction of the discharge with fuel particles with their ignition , which ultimately leads to the combustion of the air-fuel mixture. They can also carry out additional adjustment of the breakdown distance depending on various parameters of the system, for example, the temperature of the supplied air flow and its speed, which additionally contributes to the stability of the discharge ignition. The air-fuel fuel can be a dust-air mixture with a different content of components, used, for example, to ignite furnace spaces.

[32] Устройство работает следующим образом. С помощью винтов 106 устанавливается требуемое пробойное расстояние в инициирующей части 105 электродной системы. Затем устройство сжигания подключается к магистрали, переносящей, например, пылевоздушную смесь. Подключение осуществляют таким образом, чтобы обеспечивалось отсутствие контакта съемной части 104 с потоком смеси, но при этом вытесненный потоком воздуха электрический разряд находится в досягаемости пылевоздушной смеси. Далее к корпусу 101, в котором расположены провода 109 и надежно зафиксирована с помощью креплений 103 инициирующая часть 105 электродной системы, присоединяют линию подачи воздуха через штуцер 102 и подводят линии подачи тока от источника тока к высоковольтным разъемам 108. С помощью смотрового окна 107 проверяют выставленное пробойное расстояние и подают воздух по линии подачи воздуха. Затем подают напряжение в систему по линиям подачи напряжения с последующим зажиганием разряда между винтами 106, который вытесняется потоком воздуха на съемную часть 104 системы. Это ведет к взаимодействию разряда с частицами угольного пылевоздушного топлива с их зажиганием, что в конечном счете приводит к сжиганию топливовоздушной смеси. При необходимости могут проводить дополнительную регулировку пробойного расстояния в зависимости от различных параметров системы, например, температуры подающегося потока воздуха и его скорости, что дополнительно способствует стабильности зажигания разряда.[32] The device operates as follows. Using screws 106, the required breakdown distance is set in the initiating part 105 of the electrode system. Then the combustion device is connected to a line carrying, for example, a dust-air mixture. The connection is carried out in such a way that the removable part 104 does not come into contact with the mixture flow, but the electric discharge displaced by the air flow is within the reach of the dust-air mixture. Further, to the housing 101, in which the wires 109 are located and the initiating part 105 of the electrode system is securely fixed with the help of fasteners 103, the air supply line is connected through the fitting 102 and the current supply lines are connected from the current source to the high-voltage connectors 108. Using the viewing window 107, check the set breakdown distance and supply air through the air supply line. Then voltage is applied to the system through the voltage supply lines, followed by ignition of a discharge between the screws 106, which is displaced by the air flow to the removable part 104 of the system. This leads to the interaction of the discharge with the particles of coal-dust-air fuel with their ignition, which ultimately leads to the combustion of the air-fuel mixture. If necessary, the breakdown distance can be additionally adjusted depending on various parameters of the system, for example, the temperature of the incoming air flow and its speed, which additionally contributes to the stability of the discharge ignition.

[33] Таким образом, упомянутые элементы напрямую влияют на технический результат, заключающийся в обеспечении формирования стабильного газового диффузионного разряда и, как следствие, эффективном воспламенении топливовоздушной смеси за счет повышенной ремонтопригодности и износостойкости электродной системы.[33] Thus, the mentioned elements directly affect the technical result, which consists in ensuring the formation of a stable gaseous diffusion discharge and, as a result, the effective ignition of the air-fuel mixture due to the increased maintainability and wear resistance of the electrode system.

[34] В настоящих материалах заявки представлено предпочтительное раскрытие осуществления заявленного технического решения, которое не должно использоваться как ограничивающее иные, частные воплощения его реализации, которые не выходят за рамки запрашиваемого объема правовой охраны и являются очевидными для специалистов соответствующей области техники.[34] The present application materials provide a preferred disclosure of the implementation of the claimed technical solution, which should not be used as limiting other, private embodiments of its implementation that do not go beyond the requested scope of legal protection and are obvious to specialists in the relevant field of technology.

Claims (17)

1. Устройство сжигания топливовоздушной смеси, содержащее изолирующий корпус с линией подачи воздуха, внутри которого установлены электродная система и линии подачи напряжения, причем электродная система имеет соединенные между собой инициирующую часть, выполненную регулируемой и прикрепленной к корпусу изнутри него, и съемную часть, выходящую за пределы корпуса.1. An air-fuel mixture combustion device, comprising an insulating housing with an air supply line, inside which an electrode system and voltage supply lines are installed, the electrode system having an initiating part connected to each other, made adjustable and attached to the housing from the inside, and a removable part extending beyond body limits. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус является разборным.2. The device according to claim 1, characterized in that the body is collapsible. 3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что корпус выполнен из стеклотекстолита.3. The device according to claim 1, characterized in that the body is made of fiberglass. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что в корпусе выполнено смотровое окно.4. The device according to claim 1, characterized in that a viewing window is made in the housing. 5. Устройство по п.1, отличающееся тем, что линия подачи напряжения содержит как минимум одну шину, подключаемую к любому из электродов.5. The device according to claim 1, characterized in that the voltage supply line contains at least one bus connected to any of the electrodes. 6. Устройство по п.1, отличающееся тем, что инициирующая часть электродной системы имеет регуляторы пробойного напряжения.6. The device according to claim 1, characterized in that the initiating part of the electrode system has breakdown voltage regulators. 7. Устройство по п.6, отличающееся тем, что регуляторы пробойного напряжения выполнены в виде подвижных винтов.7. The device according to claim 6, characterized in that the breakdown voltage regulators are made in the form of movable screws. 8. Устройство по п.1, отличающееся тем, что соединение инициирующей и съемной частей электродной системы является резьбовым.8. The device according to claim 1, characterized in that the connection of the initiating and removable parts of the electrode system is threaded. 9. Способ сжигания топливовоздушной смеси, при котором:9. The method of combustion of the air-fuel mixture, in which: - выставляют требуемое пробойное расстояние на устройстве сжигания топливовоздушной смеси с помощью регулируемой инициирующей части,- set the required breakdown distance on the air-fuel mixture combustion device using an adjustable initiating part, - подключают устройство сжигания топливовоздушной смеси к магистрали, переносящей топливовоздушную смесь, таким образом, чтобы обеспечить отсутствие контакта выходящей за пределы корпуса съемной части электродной системы и смеси,- connect the air-fuel mixture combustion device to the line carrying the air-fuel mixture in such a way as to ensure that there is no contact between the removable part of the electrode system and the mixture extending beyond the body, - подают воздух по линии подачи воздуха,- supply air through the air supply line, - создают газовый диффузионный разряд в электродной системе с помощью подачи пробойного напряжения по линиям подачи напряжения,- create a gas diffusion discharge in the electrode system by supplying a breakdown voltage through the voltage supply lines, - осуществляют воспламенение магистрали посредством взаимодействия вытесненной потоком воздуха плазмы газового диффузионного разряда и топливовоздушной смеси,- carry out the ignition of the line through the interaction of the gas diffusion discharge plasma displaced by the air flow and the air-fuel mixture, - производят сжигание топливовоздушной смеси.- combustion of the air-fuel mixture is carried out. 10. Способ по п.9, отличающийся тем, что осуществляют дополнительную регулировку пробойного расстояния.10. The method according to claim 9, characterized in that the breakdown distance is additionally adjusted. 11. Способ по п.9, отличающийся тем, что в качестве топливовоздушной смеси используют пылеугольную смесь.11. The method according to claim 9, characterized in that a pulverized coal mixture is used as the air-fuel mixture.
RU2021135010A 2022-02-07 Device and method for burning fuel-air mixture RU2788490C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2788490C1 true RU2788490C1 (en) 2023-01-20

Family

ID=

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU235896A1 (en) * А. Д. Баланйчев FLAMMABLE DEVICE
US4241673A (en) * 1979-11-05 1980-12-30 Combustion Engineering, Inc. Direct ignition of pulverized coal
RU2410603C1 (en) * 2009-11-17 2011-01-27 Закрытое акционерное общество "КОТЭС-Наука" Device of plasma ignition of dust-coal fuel
RU2726023C1 (en) * 2019-02-22 2020-07-08 Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС Инжиниринг" Method for flare combustion of fuel-air mixture and device for implementation of method
RU2731139C1 (en) * 2019-12-03 2020-08-31 Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС Актив" Flare combustion method of fuel-air coal mixture and device for implementation of method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU235896A1 (en) * А. Д. Баланйчев FLAMMABLE DEVICE
US4241673A (en) * 1979-11-05 1980-12-30 Combustion Engineering, Inc. Direct ignition of pulverized coal
RU2410603C1 (en) * 2009-11-17 2011-01-27 Закрытое акционерное общество "КОТЭС-Наука" Device of plasma ignition of dust-coal fuel
RU2726023C1 (en) * 2019-02-22 2020-07-08 Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС Инжиниринг" Method for flare combustion of fuel-air mixture and device for implementation of method
RU2731139C1 (en) * 2019-12-03 2020-08-31 Общество с ограниченной ответственностью "КОТЭС Актив" Flare combustion method of fuel-air coal mixture and device for implementation of method

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0071963B1 (en) Ignition system for post-mixed burner
RU2410603C1 (en) Device of plasma ignition of dust-coal fuel
CN102913365A (en) Annular discharge based transient state plasma igniter
CN103925116B (en) Sliding arc ignition mechanism
CN100591189C (en) Alternating-current plasma gun and its fire-lighting device
US4582475A (en) Method and apparatus for igniting combustible mixtures
RU2788490C1 (en) Device and method for burning fuel-air mixture
JP2001524656A (en) Oxy-fuel pilot with integrated ignition
KR20090048508A (en) Burner with a protective element for ignition electrodes
KR100713708B1 (en) Alternating Current High Voltage Adoptive Combustion System for increasing a Flame Stabilization Region
CN106287810B (en) Combined igniter spark and flame rod
US2806518A (en) Igniter for fuel burners
RU2577332C1 (en) Three-phase electric arc plasma generator and method for start-up thereof
RU2731081C1 (en) Method for flare combustion of a fuel-air mixture and device for realizing a method using an electro-ionization igniter
KR870004270A (en) Igniters for radiators
CN102980203B (en) Gas-state fuel cyclone integrated igniter
RU2210700C2 (en) Method of plasma ignition of pulverized coal fuel
RU2694268C1 (en) Method for intensification and control of flame
RU2726023C1 (en) Method for flare combustion of fuel-air mixture and device for implementation of method
RU2779345C1 (en) Apparatus for electric ignition of a fuel-air mixture
RU2731087C1 (en) Method for flare combustion of fuel-air mixture and device for implementation of method
CA1099627A (en) Piezoelectric ignition system for gas burners
RU2779675C1 (en) Method for flare combustion of an air-fuel mixture and apparatus for the implementation of the method
RU2731139C1 (en) Flare combustion method of fuel-air coal mixture and device for implementation of method
EP3627047B1 (en) Device and method for flame combustion of fuel