UA140029U - Повітронагрівач із розташованою вгорі камерою горіння нової моделі - Google Patents

Abstract

Повітронагрівач із розташованою вгорі камерою горіння містить камеру (1) змішування, камеру (2) горіння й камеру (3) насадки; між камерою (2) горіння й камерою (1) змішування передбачений напрямний елемент (16) горловини; стінка камери (1) змішування складається з конусної верхньої стінки у верхній частині й циліндричної стінки в нижній частині. Соплові отвори (6) для газу в конусній верхній стінці проходять униз під кутом 45°. Газ, що подається через соплові отвори (6) для газу, утворює в центрі камери (1) змішування центральні вихрові потоки різного радіуса, із закручуванням, що рухаються вниз. Між циліндричною стінкою й конусною верхньою стінкою розташований кільцевий непроникний для потоків підсилювальний елемент (103), що забезпечує розподіл кільцевого каналу (9) для повітря й кільцевого каналу (5) для газу. Соплові отвори (8) для повітря каналів для потоку повітря на верхніх рівнях і соплові отвори (8) для повітря сусідніх каналів для потоку повітря на нижніх рівнях зміщені один від одного в горизонтальному напрямку на 30°, і витки вихрового потоку, утворені після викидання потоків повітря каналами для потоку повітря на всіх рівнях, мають однаковий діаметр.

Description

Область техніки.

Дана корисна модель належить до галузі металургії й теплоенергетичних об'єктів і, зокрема, являє собою повітронагрівач із розташованою вгорі камерою горіння нової моделі, який здійснює нагрів дуття або іншого газоподібного середовища до певної температури.

Рівень техніки.

Повітронагрівач доменної печі являє собою споруду для подання гарячого повітря в доменну піч для виробництва чавуну. Принцип його роботи базується на утворенні високотемпературних димових газів у результаті спалювання газу за допомогою пальника повітронагрівача з наступним нагріванням насадки й акумулюванням тепла всередині повітронагрівача, після цього через нижню частину повітронагрівача в повітронагрівач нагнітається холодне повітря, яке в процесі піднімання нагору поступово нагрівається за рахунок насадки із забезпеченням високотемпературного дуття. Високотемпературне дуття через випускний штуцер гарячого дуття і патрубок гарячого повітря надходить в трубопровід гарячого дуття і подається в доменну піч для здійснення процесу виплавляння чавуну. У залежності від місця розташування пальника повітронагрівача повітронагрівачі можна розподілити на повітронагрівачі із вбудованою камерою горіння, повітронагрівачі з виносною камерою горіння, повітронагрівачі з розташованою вгорі камерою горіння й повітронагрівачі інших конструкцій. Завдяки своїм перевагам повітронагрівачі із розташованою вгорі камерою горіння швидко набули широкої популярності як у Китаї, так і за кордоном. На даний час існують такі види повітронагрівачів з розташованою вгорі камерою горіння: повітронагрівачі з великим куполом і пальником попереднього змішування (модель корпорації "Шоуган"), повітронагрівачі з малим куполом, кожухом, декількома пальниками попереднього змішування (модель компанії "Ченган"); повітронагрівачі з малим куполом, форкамерою й вихровим подаванням спалюваного газу виробництва АО "Калугін", Росія. Також є вироблювані на території Китаю повітронагрівачі із розташованою вгорі камерою горіння, основані на повітронагрівачах із розташованою вгорі камерою горіння виробництва АО "Калугін", а також повітронагрівачі, що з'явилися за останні роки, з розташованою вгорі камерою горіння й куполом на ланцюговій підвісці, виконані на основі повітронагрівачів з великим куполом і розташованою нагорі півсферичною камерою горіння виробництва АО "Калугін", та ін.

На сьогодні повітронагрівачі що виготовляються станом на даний момент згідно із загальновідомими технологіями, мають такі дефекти, недоліки й вади: 1) конструкція соплових отворів для повітря й газу, а також їх просторове розташування є не раціональними, що приводить до нерівномірності змішування повітря й газу; 2) через нерівномірне змішування повітря й газу відбувається неповне згоряння, і порівняно невелика висота полум'я, що досягає насадки, може привести до деформації або осідання насадки, що, в свою чергу, приводить до нерівномірного розподілення температури всередині повітронагрівача, низького термічного ККД, низького коефіцієнту використання запасів енергоресурсів, високих експлуатаційних витрат, а також забрудненню атмосфери; 3) нераціональна конструкція пальника часто приводить до таких проблем, як зміщення або випадіння насадкової цегли в процесі експлуатації повітронагрівача, що впливає на термін служби повітронагрівача.

Отже, необхідно терміново і докорінно виправити й усунути дефекти, недоліки й вади вищеописаних повітронагрівачів, що виробляються станом на даний момент згідно із загальновідомими технологіями.

З огляду на наявність вищевказаних дефектів, недоліків і вад вищеописаних повітронагрівачів, що виробляються станом на даний момент згідно із загальновідомими технологіями, автори, виходячи з багатого практичного досвіду і професійних знань, ретельно і в повному обсязі дослідили, проаналізували, узагальнили, вивчили і зрозуміли загальновідомі технології і сучасний стан повітронагрівачів і, використовуючи такі ключові технології, як "багатоступінчаста конструкція для поглинання поздовжніх зусиль", "багатоступінчаста комбінована конструкція верхньої частини й конструкція для об'ємного змішування високошвидкісних струменів вихрових потоків повітря й газу" та "високоефективна насадка", а також активно застосовуючи дослідження й інновації, вдосконалили існуючі конструкції повітронагрівача з розташованою вгорі камерою горіння, а також спосіб змішування повітря й газу, та успішно розробили дану корисну модель з метою створення повітронагрівача з розташованою вгорі камерою горіння нової конструкції й усунення дефектів, недоліків і вад повітронагрівачів, що виробляються станом на даний момент згідно із загальновідомими технологіями, щоб забезпечити підвищення їх практичності й більш високу ефективність експлуатації, а також підвищити технічний рівень повітронагрівачів з розташованою вгорі бо камерою горіння.

Суть корисної моделі.

Задача корисної моделі полягає в наданні повітронагрівача з розташованою вгорі камерою горіння нової моделі, в якому використовується "багатоступінчаста конструкція для поглинання поздовжніх зусиль", "багатоступінчаста комбінована конструкція верхньої частини й конструкція для об'ємного змішування високошвидкісних струменів вихрових потоків повітря й газу" та "високоефективна насадка" для вдосконалення наявної конструкцій повітронагрівача з розташованою вгорі камерою горіння, а також способу змішування повітря й газу з метою забезпечення повного згоряння газу, зниження споживання газу, зменшення викидів вуглекислого газу, економії енергоресурсів і зменшення викидів забруднюючих речовин.

Поставлена задача досягається тим, що нова модель повітронагрівача з розташованою вгорі камерою горіння містить камеру змішування, камеру горіння й регенератор (камеру насадки); напрямний елемент горловини передбачений між камерою горіння й камерою змішування; стінки камери змішування складаються з конусної верхньої стінки у верхній частині й циліндричної стінки в нижній частині, отвір для впуску повітря виконаний зовні циліндричної стінки, а отвір для впуску газу розташований із зовнішнього боку конусної верхньої стінки; циліндрична стінка розташована вертикально й призначена для розміщення розташованих у кілька рівнів каналів для потоку повітря, що забезпечують рух нагору повітря у вигляді вихрового потоку; витки вихрового потоку, утворені після викидання потоків повітря каналами для потоку повітря на всіх рівнях, мають однаковий діаметр; конусна верхня стінка виконана конічною й призначена для розміщення розташованих у кілька рівнів каналів для потоку газу, що забезпечують рух униз газу у вигляді вихрового потоку; витки вихрового потоку, утворені після викидання газу каналами для потоку газу на всіх рівнях, мають різний діаметр, при цьому діаметр витків вихрового потоку на нижніх рівнях більше діаметра витків вихрового потоку на верхніх рівнях; швидкість газу, що викидається каналами для потоку газу, більше швидкості потоків повітря, що викидається каналами для потоку повітря, при цьому газ і повітря після утворення в камері (1) змішування однорідної суміші з декількох шарів із загальним центром і різним діаметром надходять у камеру (2) горіння із подальшим згорянням; зазначена конусна верхня стінка складається із внутрішньої частини у вигляді стінки із сопловими отворами для газу й зовнішньої частини у вигляді зовнішньої кільцевої стінки для

Зо газу; стінка із сопловими отворами для газу й зовнішня кільцева стінка для газу розташовані на відстані одна від одної, і між стінкою із сопловими отворами для газу й зовнішньою кільцевою стінкою для газу утворений кільцевий канал для газу, що сполучається із зазначеним отвором для впуску газу; стінка із сопловими отворами для газу забезпечена розташованими в кілька рівнів каналами для потоку газу; на кожному рівні канали для потоку газу містять соплові отвори для газу, при цьому соплові отвори для газу в напрямку від внутрішнього кола до зовнішнього кола стінки виконані такими, що розширюються і проходять вниз під кутом 30-45"; при цьому в камері змішування виникає вихор з потоків газу, що викидається і рухається вниз із розшаруванням; зазначена циліндрична стінка складається із внутрішньої частини у вигляді стінки із сопловими отворами для повітря й зовнішньої частини у вигляді зовнішньої кільцевої стінки для повітря; стінка із сопловими отворами для повітря й зовнішня кільцева стінка для повітря розташовані на відстані одна від одної, і між стінкою із сопловими отворами для повітря й зовнішньою кільцевою стінкою для повітря утворений кільцевий канал для повітря, що сполучається із зазначеним отвором для впуску повітря; у стінці із сопловими отворами для повітря виконані розташовані в кілька рівнів канали для потоку повітря; на кожному рівні канали для потоку повітря містять соплові отвори для повітря; соплові отвори для повітря виконані горизонтальними або в напрямку від внутрішнього кола до зовнішнього кола стінки виконані такими, що проходять нагору під нахилом; при цьому в камері змішування виникає вихор з потоків повітря, що викидається і рухається нагору; у верхній частині зазначеної циліндричної стінки розташований кільцевий непроникний для потоків підсилювальний елемент, при цьому непроникний для потоків підсилювальний елемент з'єднаний з конусною верхньою стінкою із забезпеченням розподілу кільцевого каналу для повітря й кільцевого каналу для газу.

Соплові отвори для газу в зазначеній конусній верхній стінці проходять униз під кутом 457; соплові отвори для повітря в зазначеній циліндричній стінці проходять нагору під кутом 30".

Зазначені стінка із сопловими отворами для газу й стінка із сопловими отворами для повітря отримані заливанням, а зазначені зовнішня кільцева стінка для газу й зовнішня кільцева стінка для повітря отримані муруванням.

Зазначені отвір для впуску газу, соплові отвори для газу, отвір для впуску повітря й соплові бо отвори для повітря отримані монолітним заливанням.

Верхній край зазначеного напрямного елемента горловини утворює похилу площину з нахилом у напрямку камери горіння.

Між камерою змішування й камерою горіння, а також між камерою горіння й камерою насадки відповідно розташовані кільцеві цегельні опорні виступи, що опираються на корпус нагрівача і які забезпечують опору стінкам камери змішування й камери горіння; при цьому між стінками камери змішування й камери горіння, а також між стінками камери горіння й камери насадки залишений зазор для розширення; стінка камери насадки вимощена з опорою на днище нагрівача.

Стінка зазначеної камери насадки зверху вниз послідовно розділена на жаростійку секцію, виконану муруванням силікатної цегли, буферну секцію, виконану муруванням високоглиноземистої цегли, і опорну секцію, виконану муруванням шамотної цегли.

У нижній частині корпуса нагрівача зазначена камера насадки виконана зі скругленими кутами.

Зазначений непроникний для потоків підсилювальний елемент являє собою сталевий елемент.

У зазначених розташованих у кілька рівнів каналах для потоку газу соплові отвори для газу каналів для потоку газу на верхніх рівнях і соплові отвори для газу сусідніх каналів для потоку газу на нижніх рівнях зміщені один від одного в горизонтальному напрямку на 0-30"; у зазначених розташованих у кілька рівнів каналах для потоку повітря соплові отвори для повітря каналів для потоку повітря на верхніх рівнях і соплові отвори для повітря сусідніх каналів для потоку повітря на нижніх рівнях зміщені один від одного в горизонтальному напрямку на 0-30".

У порівнянні з аналогами, відомими з попереднього рівня техніки, переваги даної корисної моделі полягають у наступному: 1. У даній корисній моделі форма, компонування, відносне взаємне розташування й швидкість потоку відносно соплових отворів для газу й соплових отворів для повітря дозволяють забезпечити наступне: спадні вихрові потоки газу, що викидаються сопловими отворами для газу, мають різні радіуси (і вони менше радіусів вихрових потоків повітря), і, таким чином, може бути утворений конічний центральний вихровий потік газу, який із закручуванням рухається вниз; і повітря, що викидається сопловими отворами для повітря, утворює

Зо периферичний вихровий потік, який із закручуванням рухається нагору уздовж циліндричної стінки; спочатку периферичний вихровий потік змішується в першу чергу із зовнішнім шаром центрального вихрового потоку; потім, оскільки швидкість потоку газу, що викидається із соплових отворів для газу, більше швидкості периферичного вихрового потоку, утвореного повітрям, що викидаються із соплових отворів для повітря, то, коли периферичний вихровий потік переміщається нагору до соплових отворів для газу, він здатний змінити напрямок і влитися у центральний вихровий потік, додатково змішуючись із ним, і після їхнього змішування в зовнішньому шарі й у центрі утворюється газова суміш із рівномірно змішаних газу й повітря; аналіз вищеописаного процесу змішування показав, що центральний вихровий потік у процесі свого руху вниз утворює з периферійним вихровим потоком однорідну суміш із декількох шарів із спільним центром їі різним діаметром, при цьому зменшується площа порожнього простору при змішуванні потоків газу (в аналогах, відомих з попереднього рівня техніки, діаметри вихрових потоків газу й вихрових потоків повітря однакові, і в процесі їх змішування в центрі вихрових потоків легко утворюється мертва зона змішування, тобто порожній простір); підвищується однорідність змішування, а враховуючи, що вихрові потоки газу й повітря рухаються в протилежному напрямку, збільшується ймовірність і час контакту й зіткнення між ними, що сприяє їх більш інтенсивному змішуванню; крім того, оскільки питома вага газу більше, ніж питома вага повітря, то розташування соплових отворів для газу над сопловими отворами для повітря забезпечує можливість запобігання руху газу після викидання безпосередньо вниз, і тим самим забезпечується достатній ступінь перемішування газу й повітря, а це, у свою чергу, забезпечує повне згоряння димового газу після інтенсивного змішування по досягненню їм поверхні насадки, що значно підвищує ефективність згоряння газу й зводить практично до нуля залишковий СО у димовому газі, скорочує довжину полум'я, зменшує споживання газу й викиди забруднюючих речовин, а також забезпечує економію енергоресурсів і зменшення викидів забруднюючих речовин; у той же час на завершальному етапі згоряння в повітронагрівачі повітря, що видувається нагору, може очистити повітронагрівач від залишків газу, що залишається у верхній частині повітронагрівача, і тим самим попереджаються потенційно небезпечні ситуації при повторній подачі повітря. 2. Відповідно до даної корисної моделі підвищується температура повітря, що подається в повітронагрівач, зменшується різниця температур при подачі повітря й знижуються бо експлуатаційні витрати: оскільки газ і повітря можуть бути інтенсивно змішані й повністю спалені, то підвищується теоретична температура горіння газу, тим самим підвищується температура купола повітронагрівача; розподіл температури на поверхні насадки є більш рівномірним, що дозволяє насадці одержувати більшу кількість тепла; на завершальному етапі подачі повітря зменшується різниця температур, збільшується час подачі повітря, зменшується частота переходу з одного повітронагрівача на іншій і знижуються витрати на експлуатацію повітронагрівача; крім того, завдяки рівномірному розподілу температури на поверхні насадки можна уникнути проблем деформації, осідання, засмічення насадки і т.п., викликаних потраплянням у насадку повітря й газу при використанні звичайного пальника, що значно збільшує термін служби насадки. 3. Відповідно до даної корисної моделі знижується енергоспоживання й знижуються витрати на експлуатацію й технічне обслуговування: оскільки відповідно до даної корисної моделі здійснюється інтенсивне змішування повітря й газу, коефіцієнт надлишку повітря є невеликим і також зменшується об'єм споживання повітря й газу; зменшення об'єму подачі повітря й газу також веде до зниження споживання енергії вентилятором, і забезпечується економія витрат на обслуговування встаткування. 4. Відповідно до даної корисної моделі соплові отвори для газу або соплові отвори для повітря на верхніх і нижніх рівнях не розташовані паралельно один одному в напрямку згори вниз, а зміщені на певний кут, і в такий спосіб може забезпечуватися перехрещування вихрових потоків газу й вихрових потоків повітря, що підвищує ступінь рівномірності змішування. 5. Відповідно до даної корисної моделі камера змішування, камера горіння й камера насадки опираються на цегельні опорні виступи й днище повітронагрівача відповідним чином, так що камера змішування, камера горіння й камера насадки утворюють багатоступінчасту конструкцію для поглинання поздовжніх зусиль; напруження на стискання у верхній частині не виявляє безпосереднього впливу на конструкцію в нижній частині, що забезпечує стабільність конструкції в нижній частині й зручність ремонту або зміни кожної з її секцій без впливу на конструкцію інших секцій; крім того, у сусідніх конструкціях залишений зазор для розширення, здатний усувати вплив теплового розширення на конструкцію повітронагрівача, що забезпечує стабільність усієї конструкції. 6. Оскільки стінка камери горіння повітронагрівача має конічну секцію, в аналогах, відомих з

Зо попереднього рівня техніки, конструкція камери горіння завжди виконується похилою, і при спорудженні такої конструкції потрібне забезпечення опори кожному рівню муру для виконання наступного рівня; крім того, оскільки на цеглу діє спрямоване вниз зусилля, то деякі із цеглин легко зісковзують униз, що в підсумку приводить до поступового зменшення радіуса стінки знизу нагору й впливає на якість муру камери горіння; крім того, у процесі практичної експлуатації конструкції через дію ваги верхньої частини кам'яного муру, високої температури й тиску стабільність конструкції низька, що легко приводить до виникнення аварійних ситуацій, таких як випадання цегли, обвал і т. п.; тому в камері горіння відповідно до даної корисної моделі використовується конструкція, отримана горизонтальним муруванням; на таку конструкцію в основному впливає власна вага й навантаження від тиску верхньої частини, а зусилля рівномірно розподіляються вертикально по кожній цеглині; крім того, конструкція, що забезпечує взаємне блокування цегли, ускладнює випадання цеглини в умовах високих температур і коливань тиску; крім того, таке мурування зручніше виконувати, воно не потребує опори й не піддане деформації, що дозволяє значно знизити складність проведених на місці будівельних робіт і підвищити ефективність будівництва. 7. У конструкції випускного штуцера гарячого дуття відповідно до даної корисної моделі клиноподібна або аркова несуча конструкція дозволяє розподілити вагове навантаження над випускним штуцером гарячого дуття на навколишню стінку, так що кільцева конструкція, що складає випускний штуцер гарячого дуття, працює без напруження; крім того, ця кільцева конструкція являє собою подвійну кільцеву конструкцію, що додатково підвищує захист внутрішнього кільця й збільшує стабільність і термін служби випускного штуцера гарячого дуття. 8. Діаметр комірок насадки, застосовуваної в даній корисній моделі, становить 10-25 мм; таким чином, на одиниці площі можна розташувати більшу кількість комірок насадки й тим самим збільшити теплоакумулювальну здатність насадки в цілому; крім того, для відповідності щільності комірок у нижній частині насадки використовується комбінована піднасадкова решітка, в якій опорна решітка виконує здебільшого опорну функцію; елементи з парними отворами в решітці з парними отворами можуть відповідати коміркам насадки; стосовно відповідності отворів існуючих решіток коміркам насадки дана корисна модель дозволяє помітно підвищити ефективність теплообміну холодного дуття в насадці й знизити частоту засмічення комірок насадки.

9. Стінка камери насадки відповідно до даної корисної моделі виконана із цеглин із різних матеріалів і містить різні функціональні секції, і, таким чином, висока стійкість до термічного удару у високоглиноземистих цеглин дозволяє краще адаптувати її до частих коливань температури в середній секції камери насадки; між нижньою частиною камери насадки й днищем повітронагрівача використовується конструкція зі скругленими кутами для запобігання концентрації напружень верхньої частини повітронагрівача в області кутів нижньої частини, що забезпечує стабільність усієї конструкції повітронагрівача. 10. Під час роботи повітронагрівача стінка камери змішування, особливо кільцевий канал для газу й кільцевий канал для повітря, протягом тривалого часу піддаються впливу потоків газів високого тиску, у результаті чого цеглини стінки легко розхитуються й розтріскуються аж до того, що повітря й газ можуть проходити між ними, що створює певну загрозу аварійної ситуації; тому описаний у даній корисній моделі непроникний для потоків підсилювальний елемент, з одного боку, може запобігати проходженню газів між кільцевим каналом для газу й кільцевим каналом для повітря, а також між сопловими отворами для газу й сопловими отворами для повітря й тим самим забезпечувати безпечну експлуатацію повітронагрівача, а з іншого боку, він може зменшувати напруження стискання, якому піддаються кільцевий канал для повітря й соплові отвори для повітря в нижній частині, що забезпечує стосовно них стабільність конструкції й подовжує термін служби. 11. У відомих з попереднього рівня техніки конструкціях повітронагрівачів для впускних отворів і комірок насадки використовується метод цегляного мурування; у процесі експлуатації повітронагрівача, особливо у випадку виконаних із цегли комірок насадки, легко відбувається зсув і випадання цеглин, що впливає на ефективність експлуатації; використання для відповідних впускних отворів і комірок насадки методу заливання в опалубку дозволяє отримати монолітні впускні отвори й комірки насадки, що забезпечує стабільність конструкції й усуває проблему зсуву й випадання насадкової цегли під час роботи повітронагрівача.

Опис прикладених графічних матеріалів

Фіг. 1-- схематичне зображення конструкції відповідно до даної корисної моделі.

Фіг. 2 - схематичне зображення конструкції камери змішування.

Фіг. З - зображення в поперечному розрізі по лінії А-А на Фіг. 2.

Зо Фіг. 4 - зображення в поперечному розрізі по лінії В-В на Фіг. 2.

Перелік посилальних позицій: 1 - камера змішування; 101 - стінка із сопловими отворами для газу; 102 - зовнішня кільцева стінка для газу; 103 - непроникний для потоків підсилювальний елемент; 104 - стінка із сопловими отворами для повітря; 105 - зовнішня кільцева стінка для повітря; 2 - камера горіння; З - камера насадки; 301 - жаростійка секція; 302 - буферна секція; 303 - секція із шамотної цегли; 4 - отвір для впуску газу; 5 - кільцевий канал для газу; 6 - сопловий отвір для газу; 7 - отвір для впуску повітря; 8 - сопловий отвір для повітря; 9 - кільцевий канал для повітря; 10 - цегельний опорний виступ; 11 - випускний штуцер гарячого дуття; 12 - комбінована піднасадкова решітка; 13 - впускний штуцер холодного дуття; 14 - випускний штуцер димових газів; 15 - оглядовий люк камери горіння; 16 - напрямний елемент горловини.

Конкретні варіанти здійснення

Нижче докладно описані технічні рішення стосовно даної корисної моделі на підставі конкретних варіантів здійснення з посиланням на прикладені графічні матеріали.

Як показано на фігурах, повітронагрівач із розташованою вгорі камерою горіння нової моделі містить камеру З насадки, камеру 2 горіння й камеру 1 змішування, що розташовані послідовно знизу вгору; мур стінки камери З насадки опирається на нижню частину нагрівача, і в нижній частині стінки використовується конструкція зі скругленими кутами; на корпусі нагрівача передбачено два окремі кільцеві цегельні опорні виступи 10, при цьому мур стінки камери 2 горіння й стінки камери 1 змішування відповідно опираються на два цегельних опорних виступи 10; крім того, між камерою 2 горіння й камерою З насадки, а також між камерою 1 змішування й камерою 2 горіння використовується східчасте ковзне з'єднання, що дозволяє одержати багатоступінчасті буферні конструкції для поглинання поздовжніх зусиль.

У камері 1 змішування використовується кілька комбінованих купольних конструкцій, наприклад комбінована купольна конструкція у вигляді циліндра з конусною частиною, конструкція з ланцюговою підвіскою або грибоподібна конструкція; у цьому випадку як приклад для ілюстрації конструкції камери 1 змішування взята комбінована купольна конструкція. у вигляді циліндра з конусною частиною; комбінована купольна конструкція у вигляді циліндра з конусною частиною складається з конусної верхньої стінки й циліндричної стінки; зовні циліндричної стінки виконаний отвір 7 для впуску повітря; зовні конусної верхньої стінки бо виконаний отвір 4 для впуску газу; конусна верхня стінка складається із внутрішньої частини у вигляді стінки 101 із сопловими отворами для газу й зовнішньої частини у вигляді зовнішньої кільцевої стінки 102 для газу; між стінкою 101 із сопловими отворами для газу й зовнішньою кільцевою стінкою 102 для газу утворений кільцевий канал 5 для газу, що сполучається з отвором 4 для впуску газу; як показано на Фіг. 2, стінка 101 із сопловими отворами для газу містить канали для потоку газу, розташовані на двох рівнях: верхньому і нижньому; при цьому надане на Фіг. 3 зображення у поперечному розрізі по лінії А-А на Фіг. 2 відображає розташування каналів для потоку газу на верхньому рівні; як видно на Фіг. 3, канали для потоку газу на верхньому рівні в стінці 101 із сопловими отворами для газу розташовані кільцем; на кожному рівні канали для потоку газу містять соплові отворі 6 для газу, тому соплові отвори 6 для газу також розташовані на двох рівнях: верхньому і нижньому, при цьому соплові отвори б для газу в напрямку від внутрішнього кола до зовнішнього кола стінки 101 із сопловими отворами для газу виконані такими, що розширюються і проходять вниз під кутом 30-457, і соплові отвори 6 для газу каналів для потоку газу на верхньому рівні, і соплові отвори 6 для газу каналів для потоку газу на нижньому рівні зміщені один від одного в горизонтальному напрямку на 0-30", так що газ, що подається через соплові отвори 6 для газу, утворює в центрі камери 1 змішування центральний вихровий потік, який із закручуванням рухається вниз із перехресним розшаруванням; зазначена циліндрична стінка складається із внутрішньої частини у вигляді стінки 104 із сопловими отворами для повітря й зовнішньої частини у вигляді зовнішньої кільцевої стінки 105 для повітря; стінка 104 із сопловими отворами для повітря й зовнішня кільцева стінка 105 для повітря розташовані на відстані одна від одної, і між ними утворений кільцевий канал 9 для повітря, що сполучається з отвором для впуску повітря 7; у стінці 104 із сопловими отворами для повітря виконані канали для потоку повітря, розташовані на декількох рівнях: верхньому і нижньому; при цьому надане на Фіг. 4 зображення в поперечному розрізі по лінії В-В на Фіг. 2 відображає розташування каналів для потоку повітря на нижньому рівні; як видно на Фіг. 4, канали для потоку повітря на нижньому рівні в стінці 104 із сопловими отворами для повітря розташовані кільцем; на кожному рівні канали для потоку повітря містять соплові отвори 8 для повітря; тому соплові отвори для повітря також розташовані на двох рівнях: верхньому і нижньому; соплові отвори 8 для повітря в напрямку від внутрішнього кола до зовнішнього кола стінки 104 із сопловими отворами для повітря виконані такими, що

Зо розширюються і проходять нагору під кутом 30-45", і соплові отвори 8 для повітря каналів для потоку повітря на верхніх рівнях, і соплові отвори 8 для повітря каналів для потоку повітря на нижніх рівнях зміщені один від одного в горизонтальному напрямку на 0-30", так що повітря, що надходить через соплові отвори 8 для повітря, уздовж внутрішньої стінки камери 1 змішування утворює периферичний вихровий потік, який рухається нагору із закручуванням навколо центрального вихрового потоку й з перехресним розшаруванням.

Вихровий потік газу, що викидається сопловими отворами б для газу, і вихровий потік повітря, що викидається сопловими отворами 8 для повітря, є вихровими потоками, що рухаються в протилежних напрямках; крім того, швидкість потоку газу, що викидається сопловими отворами 6 для газу, більше швидкості периферичного вихрового потоку, утвореного повітрям, що викидаються сопловими отворами 8 для повітря, тому, коли периферичний вихровий потік переміщається нагору до соплових отворів б для газу, він здатний змінити напрямок потоку й влитися в центральний вихровий потік з утворенням газової суміші з газу й повітря; кут між горизонтальною проекцією осьової лінії отвору 4 для впуску газу й горизонтальною проекцією осьової лінії отвору 7 для впуску повітря становить 0-180"; усі соплові отвори 6 для газу й соплові отвори 8 для повітря являють собою конічні соплові отвори, при цьому діаметр отворів на вихідному кінці менше діаметра отворів на вхідному кінці; вищевказана конструкція забезпечує конструкцію для об'ємного змішування високошвидкісних струменів вихрових потоків повітря й газу.

У верхній частині циліндрична стінка закрита кільцевим непроникним для потоків підсилювальним елементом 103, при цьому непроникний для потоків підсилювальний елемент 103 затиснутий між циліндричною стінкою й конусною верхньою стінкою й розміщений у перегородці між кільцевим каналом 9 для повітря й кільцевим каналом 5 для газу.

Зазначені стінка 101 із сопловими отворами для газу й стінка 104 із сопловими отворами для повітря отримані заливанням; зовнішня кільцева стінка 102 для газу й зовнішня кільцева стінка 105 для повітря отримані муруванням; при цьому для зазначених отвору 7 для впуску повітря, соплових отворів 8 для повітря, отвору 4 для впуску газу й соплових отворів 6 для газу використовують опалубку з листової сталі; застосовують метод монолітного заливання високоміцного, керамічного, зносостійкого вогнетривкого матеріалу; крім того, соплові отвори 6 для газу й соплові отвори 8 для повітря в перерізі мають багатокутну, круглу або еліптичну форму, а площі перерізу соплових отворів б для газу й соплових отворів 8 для повітря у відповідних осьових напрямках є однаковими або різними.

Зазначена камера 2 горіння складається з оглядового люка 15 камери горіння, випускного штуцера 11 гарячого дуття, напрямного елемента 16, горловини й стінки камери горіння; напрямний елемент 16 горловини утворений продовженням футерівки в камері 2 горіння в напрямку нагору; верхній край напрямного елемента 16 горловини утворює похилу площину, що проходить униз; стінка камери горіння являє собою отриману горизонтальним муруванням конструкцію, при цьому отримана горизонтальним муруванням конструкція виконана горизонтальним укладенням цегли, при цьому в перерізі вона має клиноподібну форму й ділиться на верхню, середню й нижню частині; середня частина утворює із продовженням конічної секції мурування камери 2 горіння певний кут кладки, при цьому величина цього кута становить 600-657; верхня частина проходить у напрямку назовні під певним кутом; нижня частина проходить усередину під певним кутом, і на поверхні кладки відповідно виконані канавки й виступи; за рахунок зачеплення канавок з виступами забезпечується взаємне блокування цегли; на стінці над зазначеним випускним штуцером 11 гарячого дуття передбачена клиноподібна несуча конструкція, при цьому клиноподібна несуча конструкція містить несучий клиноподібний мур й перехідний клиноподібний мур; внутрішня частина випускного штуцера 11 гарячого дуття являє собою подвійну кільцеву конструкцію, а її зовнішня частина являє собою кільцеву кладку у формі пелюсток для з'єднання зі стінкою.

Зазначена камера 3 насадки складається з комбінованої піднасадкової решітки 12, впускного штуцера 13 холодного дуття, випускного штуцера 14 димових газів, стінки камери насадки й насадки, при цьому насадка являє собою високоефективну насадку, при цьому в насадці рівномірно розташована множина комірок насадки з діаметром отворів 10-25 мм; стінка камери насадки зверху вниз розділена на жаростійку секцію 301, виконану муруванням силікатної цегли, буферну секцію 302, виконану муруванням високоглиноземистої цегли, і опорну секцію 303, виконану муруванням шамотної цегли; комбінована піднасадкова решітка 12 складається з верхньої решітки з парними отворами, нижньої опорної решітки і опорної конструкції; опорна конструкція містить опорні колони, закріплені в днищі нагрівача, і балку, закріплену на опорних колонах; опорна решітка встановлена на балці за допомогою канавок; у

Зо решітці з парними отворами сусідні отвори з'єднані разом з утворенням елементів з парними отворами; кожний з таких елементів з парними отворами відповідає коміркам насадки, розташованим над ним; в опорній решітці виконані комірки, що відповідають елементам з парними отворами.

Крім того, зазначені соплові отвори б для газу проходять униз під кутом 45"; зазначені соплові отвори 8 для повітря проходять нагору під кутом 45"; соплові отвори 6 для газу каналів для потоку газу на верхніх рівнях і соплові отвори 6 для газу каналів для потоку газу на нижніх рівнях зміщені один від одного в горизонтальному напрямку на кут 30"; соплові отвори 8 для повітря каналів для потоку повітря на верхніх рівнях і соплові отвори 8 для повітря каналів для потоку повітря на нижніх рівнях зміщені один від одного в горизонтальному напрямку на кут 30".

Claims (9)

ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ

1. Повітронагрівач із розташованою вгорі камерою горіння, що містить камеру (1) змішування, камеру (2) горіння й камеру (3) насадки; між камерою (2) горіння й камерою (1) змішування передбачений напрямний елемент (16) горловини; стінка камери (1) змішування складається з конусної верхньої стінки у верхній частині й циліндричної стінки в нижній частині; зовні циліндричної стінки виконаний отвір (7) для впуску повітря; у циліндричній стінці між її зовнішньою частиною у вигляді зовнішньої кільцевої стінки (105) для повітря й внутрішньою частиною у вигляді стінки (104) із сопловими отворами для повітря утворений кільцевий канал (9) для повітря, що сполучається з отвором (7) для впуску повітря; у стінці (104) із сопловими отворами для повітря виконані розташовані в кілька рівнів канали для потоку повітря; на кожному рівні канали для потоку повітря містять соплові отвори (8) для повітря; зовні конусної верхньої стінки виконаний отвір (4) для впуску газу; у конусній верхній стінці між її зовнішньою частиною у вигляді зовнішньої кільцевої стінки (102) для газу й внутрішньою частиною у вигляді стінки (101) із сопловими отворами для газу утворений кільцевий канал (5) для газу, що сполучається з отвором (4) для впуску газу; у стінці (101) із сопловими отворами для газу виконані розташовані в кілька рівнів канали для потоку газу; канали для потоку газу містять соплові отвори (6) для газу;

соплові отвори (6) для газу в зазначеній конусній верхній стінці проходять униз під кутом 45"; газ, що подається через соплові отвори (б) для газу, утворює в центрі камери (1) змішування центральні вихрові потоки різного радіуса, із закручуванням, що рухаються вниз; який відрізняється тим, що: між циліндричною стінкою й конусною верхньою стінкою розташований кільцевий непроникний для потоків підсилювальний елемент (103), що забезпечує розподіл кільцевого каналу (9) для повітря й кільцевого каналу (5) для газу; соплові отвори (8) для повітря каналів для потоку повітря на верхніх рівнях і соплові отвори (8) для повітря сусідніх каналів для потоку повітря на нижніх рівнях зміщені один від одного в горизонтальному напрямку на 30", і витки вихрового потоку, утворені після викидання потоків повітря каналами для потоку повітря на всіх рівнях, мають однаковий діаметр; соплові отвори (6) для газу каналів для потоку газу на верхніх рівнях і соплові отвори (6) для газу сусідніх каналів для потоку газу на нижніх рівнях зміщені один від одного в горизонтальному напрямку на 30", і витки вихрового потоку, утворені після викидання газу каналами для потоку газу на всіх рівнях, мають різний діаметр, при цьому діаметр витків вихрового потоку на нижніх рівнях більше діаметра витків вихрового потоку на верхніх рівнях; вихровий потік газу, що викидається сопловими отворами (б) для газу, і вихровий потік повітря, що викидається сопловими отворами (8) для повітря, є вихровими потоками, що рухаються в протилежних напрямках; при цьому відбувається зіткнення, перехрещування і змішування вихрових потоків газу й повітря; соплові отвори (8) для повітря в зазначеній циліндричній стінці проходять нагору під кутом 30"; повітря, що надходить через соплові отвори (8) для повітря, уздовж внутрішньої стінки камери (1) змішування утворює периферичні вихрові потоки, із закручуванням, що рухаються нагору навколо зазначених центральних вихрових потоків; швидкість потоків, що викидаються сопловими отворами (б) для газу, більше швидкості периферичних вихрових потоків, утворених після викидання повітря сопловими отворами (8) для повітря, і периферичні вихрові потоки при переміщенні нагору до соплових отворів (б) для газу здатні змінити напрямок руху з уливанням у центральні вихрові потоки.

2. Повітронагрівач із розташованою вгорі камерою горіння за п. 1, який відрізняється тим, що зазначені стінка (101) із сопловими отворами для газу й стінка (104) із сопловими отворами для Зо повітря отримані заливанням, а зазначені зовнішня кільцева стінка (102) для газу й зовнішня кільцева стінка (105) для повітря отримані муруванням.

3. Повітронагрівач із розташованою вгорі камерою горіння за п. 1, який відрізняється тим, що зазначені отвір (4) для впуску газу, соплові отвори (б) для газу, отвір (7) для впуску повітря й соплові отвори (8) для повітря отримані монолітним заливанням.

4. Повітронагрівач із розташованою вгорі камерою горіння за п. 1, який відрізняється тим, що верхній край зазначеного напрямного елемента (16) горловини утворює похилу площину з нахилом у напрямку камери (2) горіння.

5. Повітронагрівач із розташованою вгорі камерою горіння за п. 1, який відрізняється тим, що між камерою (1) змішування й камерою (2) горіння, а також між камерою (2) горіння й камерою (3) насадки відповідно розташовані кільцеві цегельні опорні виступи (10), що опираються на корпус нагрівача і які забезпечують опору стінкам камери (1) змішування й камери (2) горіння; при цьому між стінками камери (1) змішування й камери (2) горіння, а також між стінками камери (2) горіння й камери (3) насадки залишений зазор для розширення; стінка камери (3) насадки вимощена з опорою на днище нагрівача.

6. Повітронагрівач із розташованою вгорі камерою горіння за п. 1, який відрізняється тим, що стінка зазначеної камери (3) насадки зверху вниз послідовно розділена на жаростійку секцію (301), виконану муруванням силікатної цегли, буферну секцію (302), виконану муруванням високоглиноземистої цегли, і опорну секцію (303), виконану муруванням шамотної цегли.

7. Повітронагрівач із розташованою вгорі камерою горіння за п. 1, який відрізняється тим, що в нижній частині корпусу нагрівача зазначена камера (3) насадки виконана з округленими кутами.

8. Повітронагрівач із розташованою вгорі камерою горіння за п. 1, який відрізняється тим, що зазначений непроникний для потоків підсилювальний елемент (103) являє собою сталевий елемент.

9. Повітронагрівач із розташованою вгорі камерою горіння за п. 1, який відрізняється тим, що зазначені соплові отвори (б) для газу й соплові отвори (8) для повітря виконані циліндричної форми або форми розтруба або конуса з маленьким внутрішнім отвором і великим зовнішнім отвором; і соплові отвори (б) для газу й соплові отвори (8) для повітря в перерізі мають багатокутну, круглу або еліптичну форму.

шх і - лою оо КО Я Конт, я КО вдш ЗА. у я тк осо І НН ПН а ИЙ - жо, м ОВ и у У УК Ко оо В ни . оф І КАВА ОИЯ аж і МК тт тм Іі КЕ рт - ка б: Я ак Й со Н медом й ВЕЖІ ВЛя РИ и Н : Х Тушку нім - «У Ти Кан Пк хни : М ШО й я х пос А ВА Е Кн їх ж З ВИЯ ОО ПЕН 00 КМ я Ен ПОБУТ со ЕЕ ЗМК ет 18 зи МИ дахів ду ол, т В Кфеяко і св В ЗВ. ОЦ, ШЕДОЛЕЕе ев КК ХЕ я З, КО СЕН «ї де ж. ЕД РОДИ а ОБУ С Н МЕ ЗУ й пу В ' АН ХХ мецеми вв М Мт З МЕТИ І, М Мр ТБ І Н БК Оу У Ве Кит ой ІН ек СЯ Ку ПИКА СКП ее що. кі : Бех и, Н по і й Й Те ж Н Бо я ШЕ Б МИЙКИ шу і Б Б дО Я Н КОХ щ- ще СК ше МК, : ши и х ГУ ли ДИ» ! що Я т ЕК ЖИ де во І СК ше ке нем Ку Же х і СК не и кА пледи тещу, 5 : оеея ФІ ст ХХ й ше я : ЖЕНЯ зтттняяяня ВІ

СКК. ї ен Зоя ї ГКУ шх і Ні Фіг. 2 М Н 5 ГИ о У : дОЖЕЙ МОХ Я Б Нщ Ше Е я пр МО х ї ї Б. риччНнВ ох Н ОБ ох їда Ех М Се ше я ЦИ ож я хх, РІ Ей ОС т в в Ко. и Ж СУШЕНІ І Ме ій Ж УМ МО й Кн В диня х о ХЕ: НО Бе : ЕС І ве я - 17 Го наче В Кен і ам, Е;

КМ. хі; Гх н Кон я пе йчв КЕ Зв хи . мТл" п КИ о Мох М я І " Я Я. ше СА «КАК М, Ех ї ї З з ТАКІ о Ем ї

З Ж. сом чу ОК но НКУ 7 ЕЗУ Як : ко ок НО і А т В ие ен ЕКС ях ще ОВО 5 Кк ОК ж Ж 0 ЕК ОЕНИВУ й

Т.О ЕХ ЗІ ди 5 а Ше фЕщее ІЗ і БО : їх «ТО ШК Н СК Е ГУ К; ОХ с дн НЯ А.К... я 3 що ; ; У г шк. ще. с нон С нин в Х ї Ах г их щ СК АВ Й ОІВ т НН ИН Ей ВЕООТН й Я ; ї хо ЖЕ ща АСК дО СН Н хе тк шЕцАеВ КИ ЕН Н - Ж ХЕ Я то НН : 5 КЕ ги те ЗІКА МЕ Я АЕН о; Н х 1 ЕХ соте КВН Я Кр ЕКЗ ї 5 ден М, КА С М ТИ та Я і ХЕ М щи ї-. ОКУ : БИК Яни де п КА но й хх Б Н ОМ яеще 0 КВЕ р Ех, З М Корея зр САТ За й при ЩО Го пот КУ ОЙ ій СО МЕНА Ша Ко Тео ех. Що. ролях ше : пої ЩО ЩІ !

Ї. зооеече. й ї У ; Е факс і ее у У еннн й яр ТРЕК Кк в: А-А - В

Фіг. 1 ше х фіг. З гуд ЕІ во Ца Ше ке Й 7 х Ех не і ЕВ Кс. с : хе вн пиши сх ве во ЗШ - М кое я ілснайня й Я. - КЕ ОСА о ви іх Я ККУ МАК ря се : с Ко ВНУ сх КЗ Хе МАН «ца ій ЖЖ сив ЛОЖЕ о ЗВ ТУ де А АК ї весь шк - ДЕЙ Ох ОК Я вх ЗНА ше ди Я М ї з коня Ж с о їх Н в о Дей ВОЗА і со я ще є

ОА. го Ба Я В БО КУБКУ» Ко АННИ ДК о ДЕ й Й ке ха Ки ях з и 5 ЛИЙ а 5 З Ме ' ВЗ Бе хай - Б : а Ше ТЕ ЖЖ : ї КО Ех С і в Бе С З Я тА о см і ВЖК А СО с НА ШИЯ ес с ШИ Бе ВК ООН . и БЕЗ ЕЕ АКТ ОКУ ОЙ а ШИ Бе кн ІБ Енн Ї Во п ЩІ Й во Й ЕМ ЕЕКБАКЯ М