RU214919U1 - Waste oil furnace with waste oil combustion technology to minimize emissions of harmful substances into the atmosphere - Google Patents
Waste oil furnace with waste oil combustion technology to minimize emissions of harmful substances into the atmosphere Download PDFInfo
- Publication number
- RU214919U1 RU214919U1 RU2022124010U RU2022124010U RU214919U1 RU 214919 U1 RU214919 U1 RU 214919U1 RU 2022124010 U RU2022124010 U RU 2022124010U RU 2022124010 U RU2022124010 U RU 2022124010U RU 214919 U1 RU214919 U1 RU 214919U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- fuel
- welded
- air
- steel
- Prior art date
Links
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 title claims abstract description 87
- 239000000126 substance Substances 0.000 title claims abstract description 13
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 title claims description 5
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims abstract description 68
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 29
- 239000010959 steel Substances 0.000 claims abstract description 29
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims abstract description 11
- 210000003298 Dental Enamel Anatomy 0.000 claims abstract description 10
- 210000003165 Abomasum Anatomy 0.000 claims abstract description 9
- 229910001018 Cast iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 235000014676 Phragmites communis Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- 230000001681 protective Effects 0.000 claims abstract description 8
- 239000002828 fuel tank Substances 0.000 claims abstract description 7
- 238000007664 blowing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 claims abstract description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 abstract description 7
- 239000003921 oil Substances 0.000 abstract description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000010705 motor oil Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- WJCNZQLZVWNLKY-UHFFFAOYSA-N Tiabendazole Chemical compound S1C=NC(C=2NC3=CC=CC=C3N=2)=C1 WJCNZQLZVWNLKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 239000010913 used oil Substances 0.000 description 3
- 229910000746 Structural steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000903 blocking Effects 0.000 description 2
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920002574 CR-39 Polymers 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 230000004397 blinking Effects 0.000 description 1
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000002826 coolant Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000002283 diesel fuel Substances 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 210000003702 immature single positive T cell Anatomy 0.000 description 1
- 239000010721 machine oil Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000051 modifying Effects 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N oxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered Effects 0.000 description 1
Images
Abstract
Полезная модель относится к отопительным устройствам, в частности к печам на отработанном масле с минимизацией выбросов вредных веществ в атмосферу. Технический результат заявляемого устройства заключается в интенсификации процессов горения и теплообмена, повышении эффективности сгорания топлива, также устройство применяется для утилизации отработанных машинных масел, поскольку в качестве топлива используются Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР). Конструкция устройства позволяет особым образом смешивать пары нагретого топлива и воздуха для более полного его сгорания, с последующим дополнительным дожигом. При этом специальная конструкция устройства позволяет минимизировать выброс вредных веществ в атмосферу. Печь состоит из рамного каркаса с приваренными, регулируемыми по высоте ножками, в основании которого расположен топливный бак, имеющий сварную конструкцию, при этом с задней стороны печи в бак вварен патрубок слива топлива с навинченным на него краном слива осадков, также в баке приварена изолированная от топлива полость, в которой размещен герконовый датчик перелива топлива с заглушкой узла перелива, над баком расположен цилиндр теплообменника, в нижней части которого приварено верхнее кольцо камеры сгорания, в пазах которого крепится цилиндрическая камера сгорания, на дне камеры сгорания размещается чугунная чаша камеры сгорания, в верхней части камеры сгорания, ниже отверстий, служащих для подачи дополнительного воздуха для дожига, на приваренных стальных упорах размещается кольцо-дожигатель камеры, в приваренную к камере сгорания стальную муфту вкручена трубка подачи топлива, соединенная медной трубкой с насосным узлом, в нижней части камеры сгорания приварен горизонтальный патрубок подачи воздуха ДУ150, на фланец которого винтами прикручен вентилятор подачи воздуха в камеру сгорания, производительностью 300 м3/час, при этом над кольцом-дожигателем по окружности камеры сгорания выполнены отверстия меньшего диаметра, через которые подается воздух для дожига топливовоздушной смеси, с трех сторон цилиндр теплообменника закрыт стальными отражателями и стальными стенками корпуса, покрытыми полимерной эмалью, в стальном отражателе, находящимся со стороны нагнетающего вентилятора обдува, прорезано отверстие, в котором привинчены стальные направляющие пластины потока воздуха, сверху корпус накрыт съемной панелью с защитным экраном, покрытым порошковой эмалью, в верхнем углу корпуса расположен блок управления с панелью управления, закрепленный с помощью винтов к кронштейну, приваренному к раме корпуса.
Description
Полезная модель относится к отопительным устройствам, в частности к печам на отработанном масле с минимизацией выбросов вредных веществ в атмосферу.The utility model relates to heating devices, in particular to waste oil furnaces with minimization of emissions of harmful substances into the atmosphere.
Технический результат заявляемого устройства заключается в интенсификации процессов горения и теплообмена, повышении эффективности сгорания топлива, также устройство применяется для утилизации отработанных машинных масел, поскольку в качестве топлива используются Вторичные энергетические ресурсы (ВЭР). Конструкция устройства позволяет особым образом смешивать пары нагретого топлива и воздуха для более полного его сгорания, с последующим дополнительным дожигом. При этом специальная конструкция устройства позволяет минимизировать выброс вредных веществ в атмосферу.The technical result of the proposed device is to intensify the processes of combustion and heat transfer, increase the efficiency of fuel combustion, and the device is also used for the disposal of used engine oils, since Secondary Energy Resources (SER) are used as fuel. The design of the device allows you to mix the vapors of heated fuel and air in a special way for its more complete combustion, followed by additional afterburning. At the same time, the special design of the device allows minimizing the emission of harmful substances into the atmosphere.
Технологический процесс устройства заключается в том, что происходит обогрев помещения с помощью малозагрязняющей технологии.The technological process of the device consists in the fact that the room is heated using low-polluting technology.
Новизна устройства заключается в конструктиве горелочного устройства, позволяющего получать тепло при сжигании смеси отработанных машинных масел с выбросами вредных веществ в окружающую среду, сопоставимыми с выбросами горелочного устройства, работающего на природном газе. А также в удобстве эксплуатации, которое заключается в удобстве проведения мероприятий по чистке чаши горения, камеры сгорания и цилиндрического теплообменника. В использовании систем защиты от любой нештатной ситуации (защита от перелива топлива, защита от перегрева, защита от выхода из строя термостата включения вентилятора обдува, защита корпуса от перегрева дополнительными защитными экранами).The novelty of the device lies in the design of the burner, which makes it possible to obtain heat by burning a mixture of used engine oils with emissions of harmful substances into the environment comparable to those of a burner operating on natural gas. And also in ease of use, which consists in the convenience of carrying out measures to clean the combustion bowl, combustion chamber and cylindrical heat exchanger. In the use of protection systems against any emergency situation (protection against fuel overflow, protection against overheating, protection against failure of the thermostat for turning on the blower fan, protection of the housing from overheating with additional protective screens).
Обращаясь к патентам в данной сфере, существует патент RU 147454. Заявляемое устройство в сравнении с представленным патентом отличается тем, что вентилятор наддува расположен не сверху, что могло бы приводить к его выходу из строя от перегрева горящими газами при пропадании электропитания, а снизу, что позволяет избежать возможности перегрева, поскольку при пропадании воздушного потока закрывается обратный клапан 22 (фиг.1). Также воздух для горения подается снаружи камеры сгорания, а не изнутри. В патенте RU 147454 не происходит полного смешивания и отсутствует возможность дожигания. Точно такие же отличительные особенности имеются в сравнении с устройством по патенту JP 2000257834A. Заявляемое устройство отличается от устройства по патенту RU 2546370 наличием завихрения в камере сгорания и наличием секции дожига. При этом в устройстве по патенту теплоносителем является вода, а не воздух.Referring to patents in this area, there is patent RU 147454. The claimed device, in comparison with the presented patent, differs in that the blower fan is not located on top, which could lead to its failure from overheating by burning gases during a power failure, but from below, which avoids the possibility of overheating, because the loss of air flow closes the check valve 22 (figure 1). Also, the combustion air is supplied from the outside of the combustion chamber, and not from the inside. In patent RU 147454 there is no complete mixing and there is no possibility of afterburning. Exactly the same features are compared with the device according to JP 2000257834A. The claimed device differs from the device according to patent RU 2546370 by the presence of turbulence in the combustion chamber and the presence of an afterburner section. At the same time, in the device according to the patent, the coolant is water, not air.
Используемые иллюстрации для демонстрации особенностей заявляемого устройства:Used illustrations to demonstrate the features of the claimed device:
Фиг. 1. Конструктивная схема печи на отработанном масле с технологией сжигания отработанного масла с минимизацией выбросов вредных веществ в атмосферу, где Fig. 1. Structural diagram of a waste oil furnace with waste oil combustion technology with minimization of emissions of harmful substances into the atmosphere, where
Фиг. 2. Форма отверстий подачи воздуха в камеру сгорания, обеспечивающая завихрение топливовоздушной смеси при горении.Fig. 2. The shape of the holes for supplying air to the combustion chamber, which ensures the swirling of the air-fuel mixture during combustion.
Фиг. 3. Показания прибора газоанализатора ТЕСТО 327-1 при работе печи компании «Беламос» НТ-603.Fig. 3. Readings of the gas analyzer device TESTO 327-1 during the operation of the Belamos furnace NT-603.
Фиг. 4. Показания прибора газоанализатора ТЕСТО 327-1 при работе заявляемого устройства.Fig. 4. Readings of the instrument gas analyzer TESTO 327-1 during operation of the proposed device.
Технологический процессTechnological process
Топливо из встроенного топливного бака при помощи поршневого насоса подается в разогретую чугунную чашу. Жаростойкий чугун рассчитан на длительное использование в условиях температуры свыше 1000°С. Если простой чугун расплавляется при 1100°С и более, то жаропрочный и жаростойкий способен сохранять свое твердое состояние до нагрева почти до 1300°С. Частично переходя в парообразное состояние, топливо смешивается с воздухом, подающимся через отверстия камеры сгорания, распределенные определенным образом по окружности в несколько рядов, и выполненные так, чтобы воздух попадал в камеру сгорания под углом от 20° до 35°. Опытным путем выявлено, что под таким углом вихревой поток имеет максимальную скорость вращения. Данные измерения проведены с помощью Анемометра AR 8901. Воздушный поток подается во внешнюю обечайку камеры сгорания с помощью осевого вентилятора, чья производительность составляет 300м3/час, давление 40 Па. Вентилятор подобран опытным путем, и сочетает в себе низкое энергопотребление при достаточной подаче атмосферного воздуха в максимальном режиме горения. По спирали воздушный поток попадает в камеру сгорания, закручивается в турбулентное состояние, смешиваясь с парами топлива и воспламеняясь. Над камерой сгорания расположено кольцо дожигателя, толщиной 14 мм (данная толщина придает кольцу прочность и страхует от разрушения в процессе чистки и случайного падения при этом на твердую поверхность) с отверстиями (фиг.2) различного диаметра, распределенными особым образом: центральное отверстие диаметром 50 мм, 12 отверстий внутреннего радиуса диаметром 10 мм и 20 отверстий внешнего радиуса диаметром 20 мм.Fuel from the built-in fuel tank is supplied by a piston pump to a heated cast-iron bowl. Heat-resistant cast iron is designed for long-term use at temperatures above 1000°C. If simple cast iron is melted at 1100 ° C or more, then heat-resistant and heat-resistant cast iron is able to maintain its solid state until heated to almost 1300 ° C. Partially passing into a vapor state, the fuel mixes with air supplied through the holes of the combustion chamber, distributed in a certain way along the circumference in several rows, and made so that the air enters the combustion chamber at an angle of 20° to 35°. Empirically, it was found that at such an angle the vortex flow has a maximum rotation speed. These measurements were carried out using an Anemometer AR 8901. The air flow is supplied to the outer shell of the combustion chamber by means of an axial fan, whose capacity is 300 m 3 /hour, pressure 40 Pa. The fan is selected empirically and combines low power consumption with sufficient supply of atmospheric air in the maximum combustion mode. In a spiral, the air flow enters the combustion chamber, twists into a turbulent state, mixing with fuel vapor and igniting. Above the combustion chamber there is an afterburner ring, 14 mm thick (this thickness gives the ring strength and insures against destruction during cleaning and accidental falling onto a hard surface) with holes (figure 2) of various diameters, distributed in a special way: a central hole with a diameter of 50 mm, 12 holes of inner radius with a diameter of 10 mm and 20 holes of outer radius with a diameter of 20 mm.
Над диском, также по окружности камеры сгорания выполнены отверстия меньшего диаметра, через которые подается воздух для дожига топливовоздушной смеси. Горящая топливовоздушная смесь, проходя через отверстия кольца дожигателя, меняет свое состояние из турбулентного на ламинарное и дожигается, получая дополнительный воздух из верхних рядов отверстий камеры сгорания. После чего, отработанные газы поднимаются по стальному цилиндрическому теплообменнику, нагревая его, и удаляются в дымоход. Сам цилиндр теплообменника обдувается осевым вентилятором, производительностью 2270м3/час давление 140Па. Вентилятор был подобран экспериментальным путем - использовались вентиляторы с различными характеристиками (производительностью от 1000 до 3500м3/час). Каждый из них устанавливался для обдува цилиндра теплообменника, и производился анализ выбросов и температурного режима при использовании каждого из вентиляторов. Более производительные вентиляторы переохлаждают цилиндр теплообменника, что отрицательным образом сказывается на самом процессе сгорания. Менее производительные вентиляторы снимают тепло в недостаточной мере, на цилиндре теплообменника с противоположной стороны от вентилятора появляются зоны перегрева, приводящие в процессе использования к прогоранию цилиндра теплообменника, снимающим тепло с наружной его части и подающим в помещение для обогрева. При увеличении мощности воздухонагревателя посредством увеличения подачи топлива, синхронно увеличивается частота вращения наддувного вентилятора, что приводит к неизменному соотношению топливовоздушной смеси в любой точке регулирования мощности. Измерения показали, что вредные выбросы при использовании такого метода сжигания отработанного машинного масла сопоставимы с выбросами при сжигании природного газа.Above the disc, also along the circumference of the combustion chamber, holes of smaller diameter are made, through which air is supplied for afterburning the air-fuel mixture. The burning air-fuel mixture, passing through the holes of the afterburner ring, changes its state from turbulent to laminar and is afterburned, receiving additional air from the upper rows of holes in the combustion chamber. After that, the exhaust gases rise through the steel cylindrical heat exchanger, heating it, and are removed into the chimney. The heat exchanger cylinder itself is blown by an axial fan, with a capacity of 2270 m 3 / hour, a pressure of 140 Pa. The fan was selected experimentally - fans with different characteristics were used (capacity from 1000 to 3500 m 3 /hour). Each of them was installed to blow the heat exchanger cylinder, and an analysis of emissions and temperature conditions was made when using each of the fans. More efficient fans supercool the heat exchanger cylinder, which adversely affects the combustion process itself. Less efficient fans remove heat insufficiently, overheating zones appear on the heat exchanger cylinder on the opposite side of the fan, leading to burnout of the heat exchanger cylinder during use, removing heat from its outer part and supplying it to the room for heating. When the heater power is increased by increasing the fuel supply, the speed of the blower fan is synchronously increased, resulting in a constant air-fuel ratio at any power control point. Measurements have shown that harmful emissions from this method of burning used engine oil are comparable to emissions from burning natural gas.
Устройство состоит из следующих элементов:The device consists of the following elements:
Корпус теплогенератора каркасный выполнен из профильной трубы Ст3пс 10х10х1,5мм - Ст3пс 15х15х2мм и листового металла Ст3пс 0,8мм - Ст3пс 1,5мм (при этом может быть заменен на любую другую конструкционную сталь), окрашен полимерной эмалью, имеющей большой срок службы. Имеет встроенный топливный бак объемом 75л. Этого объема достаточно для работы печи на максимальной мощности в течение 12 часов, без дозаправки. Корпус оснащен защитными экранами вокруг обдуваемой камеры сгорания для защиты от нагрева - Ст3пс 0,8мм (при этом может быть заменена на любую другую конструкционную сталь) с покрытием термостойкой эмалью.The body of the heat generator frame is made of a profile pipe St3ps 10x10x1.5mm - St3ps 15x15x2mm and sheet metal St3ps 0.8mm - St3ps 1.5mm (it can be replaced with any other structural steel), painted with polymer enamel, which has a long service life. It has a built-in fuel tank with a volume of 75 liters. This volume is enough to operate the furnace at maximum power for 12 hours, without refueling. The housing is equipped with protective screens around the blown combustion chamber to protect it from heating - St3ps 0.8mm (it can be replaced with any other structural steel) coated with heat-resistant enamel.
Камера сгорания изготовлена из нержавеющей термостойкой стали 1,5мм 08Х18Н10, зарубежный аналог AISI304. Сталь устойчива к кислоте и выдерживает поднятие температуры до 900°С, что позволяет применять ее при изготовлении камеры сгорания, т. к. температура в ней может достигать 700°С. Имеет несколько рядов перфорации различного диаметра для подачи воздуха для горения (ниже кольца дожигателя) и дожига газов (выше кольца дожигателя).The combustion chamber is made of stainless heat-resistant steel 1.5 mm 08X18H10, a foreign analogue of AISI304. Steel is resistant to acid and can withstand temperatures up to 900°C, which makes it suitable for use in the manufacture of a combustion chamber, since the temperature in it can reach 700°C. It has several rows of perforations of different diameters for supplying combustion air (below the afterburner ring) and afterburning gases (above the afterburner ring).
Цилиндр теплообменника выполнен из стали 09Г2С толщиной 3мм (обладает лучшей передачей тепла чем нержавеющие более жаропрочные стали марок AISI 304, AISI 430, при этом не слоится как сталь марки СТ3пс, при нагреве до 300-450°С) и покрыт термостойкой эмалью.The heat exchanger cylinder is made of steel 09G2S with a thickness of 3 mm (it has better heat transfer than stainless more heat-resistant steel grades AISI 304, AISI 430, while it does not exfoliate like steel grade ST3ps when heated to 300-450 ° C) and covered with heat-resistant enamel.
Крышка цилиндра теплообменника выполнена из стали 09Г2С толщиной 3мм. Обладает лучшей передачей тепла, чем нержавеющие более жаропрочные стали марок AISI 304, AISI 430. При этом не слоится как сталь марки СТ3пс, при нагреве до 300-450°С. Крышка также покрыта термостойкой эмалью.The cover of the heat exchanger cylinder is made of
Топливный насос поршневого типа позволяет точно дозировать топливо не зависимо от его вязкости. Насос должен иметь производительность в диапазоне от 2 до 10л/час во всем диапазоне температуры смеси отработанных масел от -5 до +35°С, поскольку отработанное масло имеет очень большую разницу в вязкости в зависимости от его температуры. Вал насоса приводится во вращение с помощью шагового двигателя с следующими техническими характеристиками: шаг - 1,8°±5% (200 на оборот), номинальное напряжение питания - 12 В, номинальный ток фазы - 400 мА, крутящий момент - не менее 3,17 кг⋅см, крутящий момент покоя - 0,2 кг⋅см, максимальная скорость старта - 2500 шагов/сек, диаметр вала - 5 мм, длина вала - 24 мм, габариты корпуса - 42×42×48 мм, вес: 350 г.The piston-type fuel pump allows precise dosing of fuel regardless of its viscosity. The pump must have a capacity in the range of 2 to 10 l/h over the entire temperature range of the used oil mixture from -5 to +35°C, since the used oil has a very large difference in viscosity depending on its temperature. The pump shaft is driven by a stepper motor with the following specifications: step - 1.8°±5% (200 per revolution), rated supply voltage - 12 V, rated phase current - 400 mA, torque - at least 3, 17 kg⋅cm, rest torque - 0.2 kg⋅cm, maximum launch speed - 2500 steps/sec, shaft diameter - 5 mm, shaft length - 24 mm, body dimensions - 42×42×48 mm, weight: 350 G.
Блок управления воздухонагревателем - представляет собой плату управления, построенную на современной элементной базе, помещенную в пластиковый корпус. На корпусе размещены клемники для подключения датчиков температуры, перегрева, перелива, потенциометра управляющего регулированием оборотов насоса подачи топлива и оборотов вращения вентилятора наддува воздуха в камеру сгорания, блока питания 24В, кнопок включения питания и принудительного включения вентилятора обдува теплообменника, индикаторов сети и аварии. Ядром блока управления служит микропроцессор, соответствующий следующим характеристикам: 8КБ ISP Flash память с возможностью считывания/записи, 512Б EEPROM, 1КБ SRAM, 23 универсальные линии I/O, 32 универсальных регистра, 3 счетчика/таймера с режимами сравнения, внешние и внутренние прерывания, последовательный программируемый USART, 2-проводной последовательный интерфейс, 6-канальный 10-битный АЦП, программируемый сторожевой таймер с внутренним генератором, SPI порт и 5 режимов энергосбережения. Микроконтроллер работает в диапазоне напряжения от 2.7 до 5.5В. Выполняя мощные инструкции одного цикла, устройство достигает пропускной способности 1MIPS на МГц, позволяя системным разработчикам оптимизировать энергопотребление, по отношению к скорости обработки.The air heater control unit is a control board built on a modern element base, placed in a plastic case. On the body there are terminals for connecting temperature sensors, overheating, overflow, a potentiometer that controls the speed control of the fuel supply pump and the rotation speed of the fan for blowing air into the combustion chamber, a 24V power supply, buttons for turning on the power and forcing the fan to turn on the heat exchanger, network and alarm indicators. The core of the control unit is a microprocessor that meets the following specifications: 8KB read/write ISP Flash memory, 512B EEPROM, 1KB SRAM, 23 universal I/O lines, 32 universal registers, 3 counters/timers with compare modes, external and internal interrupts, serial programmable USART, 2-wire serial interface, 6-channel 10-bit ADC, programmable watchdog timer with internal oscillator, SPI port and 5 power saving modes. The microcontroller operates in the voltage range from 2.7 to 5.5V. By executing powerful single cycle instructions, the device achieves a throughput of 1MIPS per MHz, allowing system designers to optimize power consumption in relation to processing speed.
Управление двигателем насоса и вентилятора осуществляется по принципу широтно-импульсной модуляции. Он управляет частотой вращения шагового двигателя и вентилятора наддува камеры сгорания, а также коммутирует остальные вспомогательные и защитные устройства. Осуществляет индикацию состояния и наличия аварийного режима. На случай выхода из строя нагнетающего вентилятора, во избежание пожароопасной ситуации в воздухонагревателе, предусмотрен контроль перегрева камеры сгорания и блокировка работы агрегатов воздухонагревателя. При неправильной эксплуатации воздухонагревателя и/или дымохода возможен перелив топлива через борт чаши камеры сгорания. Перелив топлива может произойти в случае засорения дымохода и, как следствие, угасании пламени в камере сгорания, а также при избыточно заданной подаче топлива в непрогретую камеру сгорания. При переливе излишки топлива будут сливаться в блок перелива. При частичном наполнении бачка сработает герконовый датчик перелива топлива (15 на фиг.1) и произойдет блокировка подачи топлива.The pump and fan motor control is carried out according to the principle of pulse-width modulation. It controls the speed of the stepper motor and the combustion chamber blower, and also switches other auxiliary and protective devices. Provides indication of the state and the presence of an emergency mode. In case of failure of the supply fan, in order to avoid a fire hazard in the air heater, control of overheating of the combustion chamber and blocking of the operation of the air heater units are provided. If the air heater and/or chimney is used incorrectly, fuel may overflow over the side of the combustion chamber bowl. Fuel overflow can occur if the chimney is clogged and, as a result, the flame in the combustion chamber is extinguished, as well as if the fuel supply to the unheated combustion chamber is excessively set. When overflowing, excess fuel will drain into the overflow unit. When the tank is partially filled, the reed switch fuel overflow sensor (15 in figure 1) will work and the fuel supply will be blocked.
Вентилятор обдува цилиндрического теплообменника осевой с внешнероторным двигателем с защитной решеткой ВО-4М350А и производительностью 2270 м3/час, давлением 140 Па.Axial cylindrical heat exchanger blowing fan with an external rotor motor with a protective grille VO-4M350A and a capacity of 2270 m 3 /hour, a pressure of 140 Pa.
Вентилятор наддува в камеру сгорания осевой, производительностью 300 м3/час, давлением 40Па.The blower fan in the combustion chamber is axial, with a capacity of 300 m 3 /hour, pressure 40Pa.
Блок перелива реализован на основе герконового датчика перелива топлива. Датчик геркон представляет собой прибор электромеханического типа. Он может размыкать и замыкать контакты при воздействии магнитного поля, создаваемого постоянным магнитом, находящимся в поплавке. В состоянии отсутствия контролируемой среды поплавок находится в нижнем состоянии и его магнит не воздействует на контакты находящиеся в щтоке, по которому поплавок перемещается при поднятии и падении уровня контролируемой среды. При поднятии уровня постоянный магнит воздействует на пластины, находящиеся в его штоки и контакт замыкается.The overflow block is implemented on the basis of a reed switch fuel overflow sensor. The reed switch sensor is an electromechanical type device. It can open and close contacts when exposed to the magnetic field created by the permanent magnet in the float. In the absence of a controlled medium, the float is in the lower state and its magnet does not affect the contacts located in the rod, along which the float moves when the level of the controlled medium rises and falls. When the level rises, the permanent magnet acts on the plates located in its rods and the contact closes.
Чаша камеры сгорания изготовлена из жаропрочного чугуна 10 мм.The bowl of the combustion chamber is made of heat-
Кольцо-дожигатель камеры сгорания изготовлено из жаропрочного чугуна толщиной 14мм.The afterburner ring of the combustion chamber is made of heat-
Конструкция печи на отработанном масле с технологией сжигания отработанного масла с минимизацией выбросов вредных веществ в атмосферу (фиг.1):The design of the waste oil furnace with waste oil combustion technology to minimize emissions of harmful substances into the atmosphere (figure 1):
Печь состоит из рамного каркаса с приваренными, регулируемыми по высоте ножками 20, в основании которого расположен топливный бак 6, имеющий сварную конструкцию. С задней стороны печи в бак вварен патрубок слива топлива 17 с навинченным на него краном слива осадков 19. Также в баке приварена изолированная от топлива полость, в которой размещен герконовый датчик перелива топлива 15 с заглушкой узла перелива 16. Над баком 6 расположен цилиндр теплообменника, в нижней части которого приварено верхнее кольцо 4 камеры 1 сгорания, в пазах которого крепится цилиндрическая камера сгорания 1. На дне камеры сгорания размещается чугунная чаша 3 камеры сгорания 1, в верхней части камеры сгорания, ниже отверстий служащих для подачи дополнительного воздуха, для дожига, на приваренных стальных упорах, размещается кольцо-дожигатель 5 камеры 1. В камеру сгорания 1, над чашей 3 камеры сгорания 1, в приваренную к камере сгорания стальную муфту вкручена трубка подачи топлива, соединенная медной трубкой 18 с насосным узлом 8. В нижней части камеры сгорания приварен горизонтальный патрубок подачи воздуха ДУ150, на фланец которого винтами прикручен вентилятор подачи воздуха 21 в камеру сгорания, производительностью 300 м3/час.The furnace consists of a frame frame with welded, height-
Топливо из встроенного топливного бака 6 при помощи насосного узла 8 подается в разогретую чугунную чашу 3 камеры сгорания 1, частично переходя в парообразное состояние, смешиваясь с воздухом, подающимся через отверстия камеры сгорания, распределенные определенным образом по окружности в несколько рядов и выполненных так, чтобы воздух попадал в камеру сгорания под углом от 20° до 35° поверхности цилиндра камеры сгорания. Воздушный поток подается во внешнюю обечайку камеры сгорания с помощью осевого вентилятора 21, через обратный клапан 22, по спирали и попадая в саму камеру сгорания закручивается в турбулентное состояние, смешиваясь с парами топлива и воспламеняясь.Fuel from the built-in
Обратный клапан 22 необходим для предотвращения попадания топливных газов из камеры сгорания при аварийном пропадании питания вентилятора наддува камеры сгорания 21.The
Над кольцом-дожигателем 5, также по окружности камеры сгорания выполнены отверстия меньшего диаметра, через которые подается воздух для дожига топливовоздушной смеси. Горящая топливовоздушная смесь, проходя через отверстия кольца-дожигателя 5, меняет свое состояние из турбулентного на ламинарное и дожигается, получая дополнительный воздух из верхних рядов отверстий камеры сгорания 1. После чего отработанные газы поднимаются по стальному цилиндрическому теплообменнику, нагревая его, и удаляются в раструб дымохода, вваренного в верхней части цилиндра теплообменника.Above the
Сам цилиндр теплообменника, накрытый стальной крышкой 2, обдувается осевым вентилятором 7 (производительность 2270 м3/час), снимающим тепло с наружной его части и подающим в помещение для обогрева. С 3-х сторон цилиндр теплообменника закрыт стальными отражателями и стальными стенками корпуса, покрытыми полимерной эмалью. В стальном отражателе, находящемся со стороны нагнетающего вентилятора обдува, 7 прорезано отверстие, в котором привинчены стальные направляющие пластины потока воздуха 10. Сверху корпус накрыт съемной панелью с защитным экраном 13, покрытым порошковой эмалью. В верхнем углу корпуса расположен блок управления 12 с панелью управления, закрепленный с помощью винтов к кронштейну, приваренному к раме корпуса. При увеличении мощности воздухонагревателя посредством увеличения подачи топлива синхронно увеличивается частота вращения наддувного вентилятора, что приводит к неизменному соотношению топливовоздушной смеси в любой точке регулирования мощности.The heat exchanger cylinder itself, covered with a
Процесс работы устройства заключается в:The operation of the device is:
Во время горения дизтоплива чаша нагревается и при дальнейшем попадании на поверхность чаши топлива, отработанное масло переходит в газообразную фракцию, смешиваясь с воздухом, подающимся вентилятором наддува, закручивается в спираль и сгорает. Отработанные газы, в том числе недогоревшие, поднимаясь вверх, проходят через раскаленный диск дожигателя, насыщаются дополнительным воздухом, подающимся через отверстия верхнего ряда, и догорают. Отработанные газы поднимаются в цилиндр теплообменника и конвектируют тепло на внутренние стенки цилиндра, после чего уходят через раструб в дымоход. Воздушный поток вентилятора обдува теплообменника при этом, снимает тепло с наружной стенки цилиндра теплообменника и передает его в отапливаемое помещение.During the combustion of diesel fuel, the bowl heats up and when the fuel further hits the surface of the bowl, the used oil passes into the gaseous fraction, mixing with the air supplied by the boost fan, twists into a spiral and burns out. Exhaust gases, including unburned ones, rise upwards, pass through the red-hot afterburner disk, are saturated with additional air supplied through the holes of the upper row, and burn out. Exhaust gases rise into the heat exchanger cylinder and convect heat on the inner walls of the cylinder, after which they leave through the socket into the chimney. At the same time, the air flow of the heat exchanger fan removes heat from the outer wall of the heat exchanger cylinder and transfers it to the heated room.
Системы безопасности:Security systems:
На случай выхода из строя нагнетающего вентилятора или его управляющего термодатчика, во избежание пожароопасной ситуации, в воздухонагревателе предусмотрен аварийный термодатчик, установленный на ограничение + 90°С, контролирующий перегрев камеры сгорания и блокирующий работу агрегатов воздухонагревателя.In case of failure of the blower or its control temperature sensor, in order to avoid a fire hazard, the air heater is provided with an emergency temperature sensor set to a limit of + 90 ° C, which controls overheating of the combustion chamber and blocks the operation of the air heater units.
При неправильной эксплуатации воздухонагревателя и/или дымохода возможен перелив топлива через борт чаши камеры сгорания.If the air heater and/or chimney is used incorrectly, fuel may overflow over the side of the combustion chamber bowl.
Перелив топлива может произойти в случае засорения дымохода и как следствие угасании пламени в камере сгорания, а также при избыточно заданной подаче топлива в непрогретую камеру сгорания.Overflow of fuel can occur in case of clogging of the chimney and, as a result, the extinction of the flame in the combustion chamber, as well as when the fuel supply to the unheated combustion chamber is excessively set.
При переливе, излишки топлива будут сливаться в блок перелива. При частичном наполнении бачка сработает герконовый датчик перелива топлива, и произойдет блокировка подачи топлива.When overflowing, excess fuel will drain into the overflow block. When the tank is partially filled, the reed sensor for fuel overflow will work, and the fuel supply will be blocked.
Отключится топливный насос и начнет моргать лампочка индикатора аварии на панели управления.The fuel pump will turn off and the alarm indicator light on the control panel will start blinking.
После автоматического отключения подачи топлива, вентилятор продолжит работать до остывания камеры сгорания воздухонагревателя ниже температуры +50°С. Возможно повторное включение и отключение вентилятора в процессе остывания камеры.After the automatic shutdown of the fuel supply, the fan will continue to operate until the air heater combustion chamber cools down below +50°C. It is possible to switch the fan on and off again when the camera cools down.
При срабатывании автоматики блока перелива, необходимо:When the automatic overflow unit is triggered, it is necessary:
Дождаться автоматического отключения вентилятора обдува, т.е. дождаться остывания камеры сгорания и теплообменника воздухонагревателя.Wait for the automatic shutdown of the blower fan, i.e. wait for the combustion chamber and air heater heat exchanger to cool down.
Выключить электропитание кнопкой «Сеть».Turn off the power with the "Network" button.
Убрать излишки топлива из блока перелива: отвернуть нижнюю пробку (заглушку), слить накопившееся топливо, через патрубок слива топлива, открыв сливной кран шаровый узла перелива прочистить канал в камеру сгорания и закрутить пробку.Remove excess fuel from the overflow unit: unscrew the bottom plug (plug), drain the accumulated fuel, through the fuel drain pipe, by opening the drain valve of the overflow ball unit, clean the channel into the combustion chamber and tighten the plug.
До момента слива топлива из блока перелива (пока герконовый датчик перелива топлива не займет «дежурное» положение) насос подачи топлива и вентилятор обдува включить невозможно.Until the fuel is drained from the overflow unit (until the reed switch fuel overflow sensor takes the “standby” position), the fuel supply pump and the blower cannot be turned on.
Кнопкой «Старт» вручную снять блокировку работы агрегатов воздухонагревателя.Using the "Start" button, manually remove the blocking of the operation of the air heater units.
Воздухонагреватель готов к работе.The air heater is ready for operation.
В случае нарушения работы автоматического температурного термостата вентилятор обдува можно включить на принудительную работу кнопкой «Вент» на панели управления.In the event of a malfunction of the automatic temperature thermostat, the blower fan can be turned on for forced operation using the "Vent" button on the control panel.
Новизна заявляемого устройства заключается в вихревом способе смешивания паров ВЭР (отработанных машинных масел) и воздуха, для получения однородной топливовоздушной смеси и последующего дожигания для более полного сгорания топлива и минимизации выбросов вредных веществ в атмосферу. Именно вихревой способ позволяет более полно смешивать пары топлива и воздух для получения однородной топливовоздушной смеси. Такой способ применяется только при использовании дорогостоящих горелочных устройств, подающих топливо на распыл в горизонтальной плоскости под высоким давлением в водогрейных котлах и промышленных теплогенераторах, но и он лишен возможности дожига не догоревших газов.The novelty of the proposed device lies in the vortex method of mixing VER vapors (waste machine oils) and air to obtain a homogeneous air-fuel mixture and subsequent afterburning for more complete combustion of the fuel and minimizing emissions of harmful substances into the atmosphere. It is the vortex method that allows more complete mixing of fuel vapor and air to obtain a homogeneous air-fuel mixture. This method is used only when using expensive burners that supply fuel for spraying in a horizontal plane under high pressure in hot water boilers and industrial heat generators, but it also lacks the possibility of afterburning unburned gases.
Вредные вещества, это частицы (химические соединения) недогоревшего топлива и зола. Чем более полное сгорание, тем меньше выбросы вредных веществ. Были проведены измерения выбросов подобной печи - испарительного типа без завихрения и дожига отработанных газов, и разработанной нами печи с помощью газоанализатора ТЕСТО 327-1. Измерения показали кардинальные отличия концентрации вредных веществ в отработанных газах. Показания прибора приведены ниже в таблице, а также на фиг.3 и фиг.4.Harmful substances are particles (chemical compounds) of unburned fuel and ash. The more complete the combustion, the lower the emissions of harmful substances. Emissions were measured from a similar furnace - an evaporative type without swirling and afterburning of exhaust gases, and a furnace developed by us using a gas analyzer TESTO 327-1. The measurements showed cardinal differences in the concentration of harmful substances in the exhaust gases. The instrument readings are shown below in the table, as well as in Fig.3 and Fig.4.
Эксперимент проводился 02.03.2022 года. К одному и тому же дымоходу поочередно подсоединялись две участвующие в эксперименте печи: компании «Беламос» модели НТ-603 и заявляемое устройство. Данные снимались с помощью зонда газоанализатора ТЕСТО 327-1 помещенного в дымоход. В таблице ниже приведено сравнение показателям выбросов печей и норм СНИП II-35-76 выбросов при использовании газогорелочного устройства.The experiment was carried out on March 2, 2022. Two furnaces participating in the experiment were connected in turn to the same chimney: the Belamos company, model NT-603, and the claimed device. The data were taken using the probe of the gas analyzer TESTO 327-1 placed in the chimney. The table below compares the emission indicators of furnaces and the SNIP II-35-76 emission standards when using a gas burner.
Claims (1)
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU214919U1 true RU214919U1 (en) | 2022-11-21 |
Family
ID=
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU218437U1 (en) * | 2023-03-01 | 2023-05-25 | Карен Альбертович Арутюнян | AUTONOMOUS HEATING OVEN ON LIQUID FUEL |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000257834A (en) * | 1999-03-02 | 2000-09-22 | Kazumi Nozawa | Stove for burning waste oil by swirl combustion |
| RU19412U1 (en) * | 2001-04-20 | 2001-08-27 | Неустроев Евгений Николаевич | HEATING DEVICE |
| RU66008U1 (en) * | 2007-04-03 | 2007-08-27 | Александр Ильич Красельников | LIQUID FUEL HEATING DEVICE |
| RU2475678C1 (en) * | 2011-08-08 | 2013-02-20 | Андрей Геннадьевич Винников | Multifuel heating furnace |
| RU139611U1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-04-20 | Петр Прокофьевич Ковтун | HEAT GENERATOR BURNER |
| RU147454U1 (en) * | 2014-08-13 | 2014-11-10 | Сергей Александрович Назаренко | ROOM HEATING DEVICE |
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000257834A (en) * | 1999-03-02 | 2000-09-22 | Kazumi Nozawa | Stove for burning waste oil by swirl combustion |
| RU19412U1 (en) * | 2001-04-20 | 2001-08-27 | Неустроев Евгений Николаевич | HEATING DEVICE |
| RU66008U1 (en) * | 2007-04-03 | 2007-08-27 | Александр Ильич Красельников | LIQUID FUEL HEATING DEVICE |
| RU2475678C1 (en) * | 2011-08-08 | 2013-02-20 | Андрей Геннадьевич Винников | Multifuel heating furnace |
| RU139611U1 (en) * | 2013-03-19 | 2014-04-20 | Петр Прокофьевич Ковтун | HEAT GENERATOR BURNER |
| RU147454U1 (en) * | 2014-08-13 | 2014-11-10 | Сергей Александрович Назаренко | ROOM HEATING DEVICE |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU218437U1 (en) * | 2023-03-01 | 2023-05-25 | Карен Альбертович Арутюнян | AUTONOMOUS HEATING OVEN ON LIQUID FUEL |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5499622A (en) | Afterburner system and process | |
| RU2293253C1 (en) | Pulse burning boiler | |
| US4286975A (en) | Chimney heat exchanger | |
| ES2044042T3 (en) | GAS APPLIANCE TO PRODUCE HOT WATER AND TO HEAT ENCLOSED SPACES. | |
| US5924390A (en) | Water heater with co-located flue inlet and outlet | |
| CN102042602B (en) | Processing method and device for incinerating toxic waste liquid by smoke concentration and gasification | |
| RU214919U1 (en) | Waste oil furnace with waste oil combustion technology to minimize emissions of harmful substances into the atmosphere | |
| CN110375313B (en) | Heat accumulation integral type waste gas burns burning furnace | |
| WO2006008762A1 (en) | A pellet heat generator with production of hot water and air | |
| CN215062118U (en) | Mixed combustion furnace for industrial three wastes | |
| CN212299407U (en) | Coal-fired energy-saving furnace for heat supply station | |
| CN211119291U (en) | Efficient steam boiler device | |
| CN208139294U (en) | A kind of efficient heat accumulation type thermal incinerator | |
| JPH0787913B2 (en) | Sterilization water heater that doubles as an incinerator | |
| WO2007028257A2 (en) | Solid fuel furnace | |
| CN110701605A (en) | Flue gas recirculation system for low-nitrogen boiler | |
| KR101483879B1 (en) | A stovepipe-less type stove | |
| CN2398581Y (en) | Environmental protection gas warmer | |
| CN220981569U (en) | Large boiler with energy-saving function | |
| CN2539060Y (en) | Vortex circulation burner | |
| CN215260042U (en) | High-efficiency energy-saving civil heating boiler | |
| CN211650736U (en) | Constant temperature fuel air heater | |
| CN212719728U (en) | Preheating device for low-nitrogen burner | |
| CN2248323Y (en) | Imperfect combustion preventive device for gas-combustion water heater | |
| US5285737A (en) | Incinerator |