UA152186U - Теплогенераторний комплекс - Google Patents

Abstract

Теплогенераторний комплекс містить пальник з колосниками, теплообмінник, димохідний канал, вентилятор, крім того, комплекс додатково має бункер пального, а теплообмінник змонтовано окремо у вигляді чотириходового пластинчастого теплообмінника, при цьому комплекс виконано у вигляді трьох основних вузлів, а саме - бункера пального, теплообмінника, що має камеру допалювання, і пальника, внутрішні стінки якого мають перфорацію, направлену за напрямком руху топкових газів, при цьому всі вузли жорстко зв'язані між собою роз'ємним з'єднанням, бункер пального обладнаний принаймні трьома шнеками з приводом, 52 % довжини кожного шнека має гелікоїдні витки, а 48 % довжини кожного шнека має форму лопатки, а зовні корпусу бункера шнеки розміщені з можливістю руху в трубах, призначених для подання пального, закріплених в нижній частині корпусу бункера, над шнеками закріплено розпушувач палива з приводом, а другий кінець труб розміщено у пальнику над колосниками, які виконані чавунними перфорованими і встановлені у вигляді статичного каскаду та складають нижню частину корпусу пальника, під якою розміщені вентилятори для нагнітання повітря під колосники, крім того, під кожним колосником встановлено штовхачі. Між внутрішньою жароміцною стінкою та корпусом пальника передбачено простір, в який нагнітається повітря, а на корпусі пальника розміщено вентилятор для нагнітання повітряної оболонки пальника, порожнина пальника сполучається з камерою допалювання топкових газов, яка має отвори повітряних каналів допалювання попелу і сполучається з чотириходовим пластинчастим теплообмінником, що має закріплені на корпусі принаймні чотири вентилятори, для нагнітання повітря в простір між корпусом та поверхнями теплообмінника, на корпусі теплообмінника виконано отвір для виходу топкових газів на димосос.

Description

Корисна модель належить до сільськогосподарського машинобудування, а саме до техніки, що служить для отримання теплової енергії від спалювання палива твердих видів (дров, деревних відходів), призначена для зерносушильного комплексу сушіння зерна, різного насіння технічних культур, при підготовці зерна до зберігання на підприємствах агропромислового комплексу, також може бути використана як самостійно одиниця. Теплогенераторний комплекс може бути використано для обігріву будівель та споруд, для опалення тваринницьких ферм, промислових складських приміщень тощо.

Відомі теплогенератори для отримання гарячого повітря або суміші повітря та димових газів, що використовуються для сушіння зерна в сільському господарстві (1. Атаназевич В...

Сушіння зерна. - М. ВО Агропроміздат, 1989. - С. 136-160). У існуючих теплогенераторах використовуються або прямоточні топки, що працюють на рідкому нафтовому або газоподібному паливі, або топки шарові для спалювання рядового вугілля.

Недоліком відомих теплогенераторів є використання як палива дорогих та дефіцитних рідких нафтових та газоподібних палив, вибухо- та пожежонебезпечність виробництва, забруднення зерна або іншого матеріалу, що висушується, продуктами згоряння палива, низька ефективність роботи шарових топок, неможливість автоматизації шарових топок.

Найближчим аналогом вибрано твердопаливний теплогенератор, що містить кожух, топку з колосниковими гратами, димохідний канал, напірний радіальний вентилятор, повітропідвідні та відвідні канали, газоповітряний теплообмінник і димовідвід (ВО 2147106, Опубліковано: 27.03.2000 Бюл. Мо 9).

Недолік відомої конструкції полягає в низькій експлуатаційній характеристиці, тому що сумарна поверхня, через яку відбувається передача теплової енергії, обмежена за розміром та з великим показником теплової інерції.

В основу корисної моделі поставлено задачу створення компактного ефективного теплогенераторного комплексу з високою передачею тепла від теплоносія до повітря, що нагрівається, з підвищеними експлуатаційними характеристиками і ресурсом експлуатації, та зниженим показниками теплової інерції.

Поставлена задача вирішується тим, що теплогенераторний комплекс містить пальник з колосниками, теплообмінник, димохідний канал, вентилятор, згідно з корисною моделлю,

Зо комплекс додатково має бункер пального, а теплообмінник змонтовано окремо у вигляді чотириходового пластинчастого теплообмінника, при цьому комплекс виконано у вигляді трьох основних вузлів, а саме - бункера пального, теплообмінника, що має камеру допалювання, і пальника, внутрішні стінки якого мають перфорацію, направлену за напрямку руху топкових газів, при цьому всі вузли жорстко зв'язані між собою роз'ємним з'єднанням, бункер пального обладнаний принаймні трьома шнеками з приводом, 5295 довжини кожного шнека має гелікоїдні витки, а 48 96 довжини кожного шнека має форму лопатки, а зовні корпусу бункера шнеки розміщені з можливістю руху в трубах, призначених для подання пального, закріплених в нижній частині корпусу бункера, над шнеками закріплено розпушувач палива з приводом, а другий кінець труб розміщено у пальнику над колосниками, які виконані чавунними перфорованими і встановлені у вигляді статичного каскаду та складають нижню частину корпусу пальника, під якою розміщені вентилятори для нагнітання повітря під колосники, крім того, під кожним колосником встановлено штовхачі, між внутрішньою жароміцною стінкою та корпусом пальника передбачено простір, в який нагнітається повітря, а на корпусі пальника розміщено вентилятор для нагнітання повітряної оболонки пальника, порожнина пальника сполучається з камерою допалювання топкових газов, яка має отвори повітряних каналів допалювання попелу і сполучається з чотириходовим пластинчастим теплообмінником, що має закріплені на корпусі принаймні чотири вентилятори, для нагнітання повітря в простір між корпусом та поверхнями теплообмінника, на корпусі теплообмінника виконано отвір для виходу топкових газів на димосос.

Запропонована конструкція має високу ремонтопридатність, за рахунок чого підвищується ресурс експлуатації, знижуються трудомісткість при ремонті та матеріальні затрати, отже знижується собівартість сушіння зерна. Вентилятори, які розміщені під колосниками, для нагнітання повітря під них, забезпечують малу теплову інертність. Використання перфорованих колосників дозволить збільшити термін експлуатації, а також дає можливість якісно спалювати паливо, яке не має базової вологості. Стінки з жароміцної сталі стійкі до вологості у період простоїв в порівнянні з жароміцним бетоном і мають довгий термін експлуатації, а також використання таких стінок зменшить теплову інерційність. За рахунок наявних повітряних каналів в камері допалювання не потрібна додаткова механічна система видалення золи, така конструкція підвищує ККД комплексу. Камера допалювання з жаромійної сталі в порівнянні з футерованою шамотною цеглою зменшує інерційність, підвищує ККД за рахунок більш повного спалювання піролізних газів.

Сукупність суттєвих ознак у запропонованому технічному рішенні забезпечує перебування палива у топці та камері допалювання до повного вигоряння всіх частинок. Робочий агент, який проходить через теплообмінник, нагрівається гарячими газами. Відповідно, димові гази, що проходять через теплообмінник, охолоджуються. При цьому теплопередача відбувається через стінки теплообмінника без змішування димових газів та робочого агента.

На фіг. 1 схематично зображено загальний вигляд теплогенераторного комплексу.

На фіг. 2 зображено бункер пального в аксонометрії.

На фіг. З зображено камеру допалювання з колосниками в аксонометрії.

На фіг. 4 зображено теплообмінник в аксонометрії.

Теплогенераторний комплекс виконано у вигляді трьох основних вузлів, а саме - теплообмінника 1 з камерою допалювання 2, пальника З та бункера пального 4, жорстко зв'язаних між собою роз'ємним з'єднанням. Внутрішні стінки пальника З мають перфорацію, яка направлена за напрямком руху топкових газів. Бункер 4 пального має корпус 5 коробчастої форми з кришкою 6, обладнаний принаймні трьома шнеками 7 з приводом 8, що подають паливо в пальник 3. Як привод 8 використовують мотор-редуктор з паралельними валами, що дає високий крутний момент. Частина 9, шнека 7, має гелікоїдні витки для руху палива і її довжина складає 52 95 від довжини іншої частини 10, шнека 7, яка має форму лопатки і призначена для розпушування палива та часткового переміщення до витків. Зовні корпусу 5 бункера 4 шнеки 7 розміщені з можливістю руху в трубах 11, призначених для подання пального. Один кінець труб 11 закріплено у нижній частині корпусу 5 бункера 4, а другий кінець труб 11 розміщено у пальнику З над чавунними перфорованими колосниками 12, які встановлені у вигляді статичного каскаду і складають нижню частину корпусу пальника 3. На вході шнеків 7 в труби 11 закріплено розпушувач палива 13, з приводом 14, який перешкоджає зависанню палива. Під колосниками 12 встановлено три ряди штовхачів 15 палива, що не згоріло. По трубах 11 за допомогою шнеків 7 паливо попадає в пальник З на чавунні перфоровані колосникі 12, під кожним з яких встановлено штовхачі 15. Під колосниками 12 розміщені вентилятори 16 для нагнітання повітря під них. Колосники 12 сполучаються з камерою допалювання 2 топкових газів, яка має отвори 17 повітряних каналів допалювання попелу. На корпусі пальника З розміщено вентилятор 18 для нагнітання повітряної оболонки пальника. Камера допалювання 2 топкових газів сполучається з чотириходовим пластинчастим теплообмінником 1. Між внутрішньою жароміцною стінкою та корпусом пальника З передбачено простір 19, в який нагнітається повітря. Корпус і стеля пальника З футеровані жароміцною нержавіючою сталлю Аїбзі 3105. Корпус теплообмінника 1 виконаний з сендвіч-панелей з базальтовим утепленням. На корпусі теплообмінника 1 встановлено принаймні чотири вентилятори 20, які нагнітають повітря в простір 19.

Вихід відпрацьованих топкових газів на димосос відбувається через отвір 21.

Теплогенераторний комплекс працює наступним чином:

Бункер пального 4 виготовлено з оцинкованої конструкційної сталі. Подача пального відбувається за рахунок трьох шнеків 7. Частина 9 шнека 7 має гелікоїдні витки для руху палива, інша частина 10 лопатки для розпушування палива та часткового переміщення до витків. За обертання шнеків відповідають приводи (мотор-редуктори) 8 з паралельними валами, що дає високий крутний момент та надійність. В зоні переміщення палива з бункера пального 4 до труби 11 подачі встановлено розпушувач палива 13, який улоеможливлює підвисання палива.

Паливо (тріски або пелети) попадає в пальник 3, в якому проходить процес спалювання.

Корпус пальника З виготовлений з нержавіючої сталі, що збільшує термін експлуатації.

Внутрішні бокові та тильна стінка виготовлені з жароміцної сталі Аїбі 3105, яка витримує температури до 1050 градусів. Внутрішні стінки пальника З мають перфорацію, яка направлена за напрямком руху топкових газів. Між внутрішньою жароміцною стінкою та корпусом пальника З передбачено простір, в який нагнітається повітря. Пасивна функція даного повітря охолоджувати стінки пальника 3, активна - створити повітряний прошарок між полум'ям та внутрішньою стінкою, а також сприяти згоранню піролізних газів. Нижня частина пальника З виконана з чавунних перфорованих колосників 12, які встановлені в вигляді статичного каскаду.

Під колосники 12 нагнітається повітря. В такому виконанні: відбувається активне горіння пального, виділення піролізних газів, охолодження колосників 12. При згорянні частина пального спікається в "брили". Щоб запобігти даному явищу встановлено механічну систему штовхачів 15. Штовхачі 15 встановлено в нижніх впадинах колосників 12. Під час спрацювання "брили" просуваються на наступний ряд каскаду та руйнуються. бо Полум'я та піролізні гази з пальника З попадають в наступний вузол - теплообмінник 1.

Теплообмінник 1 складається з таких зон: камера допалювання 2, чотириходового пластинчастого теплообмінника 1, корпусу та зони теплообміну.

Камера допалювання 2 виготовлена з жароміцної сталі Аібзі 3105.

Полум'я та піролізні гази попадаючи в камеру допалювання 2 мають активну фазу горіння.

На даному етапі отримуємо всю теплову енергію від пального. Топкові гази продовжують свій рух в теплообмінник 1. Незгоріле палив та попіл осідають в нижній частині камери допалювання 2. До нижньої частини камери допалювання 2 підведено повітря через систему отворів 17.

Через отвори 17 в нижній частині камери 2 повітря піднімає частинки палива до полум'я, тим самим допалюючи їх до дрібної фракції попелу. Топкові гази з високою температурою попадають до 4-ходового теплообмінника 1, перший хід виготовлено з жароміцної сталі Аїві 3105, наступні - з нержавіючої сталі з температурним показником 850 "С. Після проходження всіх ходів пластинчастого теплообмінника топкові гази попадають у вихідний отвір 21, до якого приєднується канал димососа.

Каркас корпусу теплообмінника 1 виготовлено з оцинкованої сталі. Всі елементи каркаса що стикаються з о нагрітими поверхнями, виготовлено з нержавіючої сталі. Сам корпус теплообмінника 1 виготовлено з нержавіючих сендвіч-панелей, заповнений базальтовою ватою, яка перешкоджає тепловим втратам. На задній частині теплогенератора встановлено комплекс вентиляторів 20, які нагнітають повітря в простір 19 між корпусом та розжареними поверхнями теплообмінника. Під час проходження повітря відбувається теплообмін. Потужність вентиляторів підібрана таким чином, щоб компенсувати аеродинамічні втрати на теплообміннику.

Використання запропонованої конструкції дозволить отримати компактний ефективний теплогенераторний комплекс з високим коефіцієнтом корисної дії при мінімальних габаритах та витратах енергії на переміщення теплообмінних середовищ, з ефективною передачею тепла від теплоносія до повітря, що нагрівається. Комплекс має високі експлуатаційні характеристиками, зручність використання, високу ремонтопридатність і подовжений ресурс експлуатації. Комплекс складається з вузлів, котрі жорстко зв'язані між собою роз'ємним з'єднанням, що дає змогу транспортувати та здійснювати монтаж на місці майбутнього використання комплексу без додаткових робіт на місці.

Claims (1)

1. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Теплогенераторний комплекс, що містить пальник з колосниками, теплообмінник, димохідний канал, вентилятор, який відрізняється тим, що комплекс додатково має бункер пального, а теплообмінник змонтовано окремо у вигляді чотириходового пластинчастого теплообмінника, при цьому комплекс виконано у вигляді трьох основних вузлів, а саме - бункера пального, теплообмінника, що має камеру допалювання, і пальника, внутрішні стінки якого мають перфорацію, направлену за напрямком руху топкових газів, при цьому всі вузли жорстко зв'язані між собою роз'ємним з'єднанням, бункер пального обладнаний принаймні трьома шнеками з приводом, 52 96 довжини кожного шнека має гелікоїдні витки, а 48 96 довжини кожного шнека має форму лопатки, а зовні корпусу бункера шнеки розміщені з можливістю руху в трубах, призначених для подання пального, закріплених в нижній частині корпусу бункера, над шнеками закріплено розпушувач палива з приводом, а другий кінець труб розміщено у пальнику над колосниками, які виконані чавунними перфорованими і встановлені у вигляді статичного каскаду та складають нижню частину корпусу пальника, під якою розміщені вентилятори для нагнітання повітря під колосники, крім того, під кожним колосником встановлено штовхачі, при цьому між внутрішньою жароміцною стінкою та корпусом пальника передбачено простір, в який нагнітається повітря, а на корпусі пальника розміщено вентилятор для нагнітання повітряної оболонки пальника, порожнина пальника сполучається з камерою допалювання топкових газів,

   яка має отвори повітряних каналів допалювання попелу і сполучається з чотириходовим пластинчастим теплообмінником, що має закріплені на корпусі принаймні чотири вентилятори, для нагнітання повітря в простір між корпусом та поверхнями теплообмінника, на корпусі теплообмінника виконано отвір для виходу топкових газів на димосос.