RU2425294C1 - Thermal gas chemical plant - Google Patents
Thermal gas chemical plant Download PDFInfo
- Publication number
- RU2425294C1 RU2425294C1 RU2009147811/06A RU2009147811A RU2425294C1 RU 2425294 C1 RU2425294 C1 RU 2425294C1 RU 2009147811/06 A RU2009147811/06 A RU 2009147811/06A RU 2009147811 A RU2009147811 A RU 2009147811A RU 2425294 C1 RU2425294 C1 RU 2425294C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- housing
- thermogasochemical
- secondary air
- air supply
- combustion chamber
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid-Fuel Combustion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к теплотехнике и теплоэнергетике - к технике генерирования тепловой энергии и может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве, жилищно-коммунальном хозяйстве, на транспорте и других областях для автономного водяного отопления и воздушного обогрева, а также горячего водоснабжения жилых и производственных помещений, зданий и сооружений: гаражей, теплиц, хранилищ, ферм, дачных домиков и т.д. Кроме того, изобретение может быть использовано в составе технологических установок для сушки различных материалов или утилизации твердых бытовых отходов.The invention relates to heat engineering and power engineering - to a technique for generating thermal energy and can be used in industry, agriculture, housing and communal services, transport and other areas for autonomous water heating and air heating, as well as hot water supply for residential and industrial premises, buildings and structures: garages, greenhouses, storage facilities, farms, country houses, etc. In addition, the invention can be used as part of technological installations for drying various materials or the disposal of municipal solid waste.
Известны различные модификации генераторов тепловой энергии, основанных на сжигании твердого, жидкого и газообразного видов топлива.Various modifications of thermal energy generators based on the combustion of solid, liquid and gaseous fuels are known.
В частности известны конструкции печей, работающих на растительном топливе - дровах, торфяных брикетах, угле.In particular, the designs of stoves operating on vegetable fuel are known - firewood, peat briquettes, coal.
Известно отопительное устройство для дровяного топлива, содержащее топочную камеру, на которой смонтирован кожух с разнесенными по высоте входным и выходным каналами для циркуляции теплоносителя, и помещенный в кожух пучок вертикальных дымогарных труб, сообщенных нижними концами с камерой, а верхними - с дымовой трубой, имеющей подвижную заслонку. На входах дымогарных труб установлены воздушные жиклеры, связанные с атмосферой. Жиклер смонтирован в диффузоре, установленном на входе соответствующей дымогарной трубы, а над диффузором расположен завихритель газового потока. Завихритель выполнен в виде втулки с эллиптическим проходным сечением, определяемым из соотношения d=(0,7-0,8)D, где d - малая ось эллипса, a D - большая ось эллипса, равная внутреннему диаметру дымогарной трубы. В дымовой трубе над заслонкой установлен завихритель газового потока. Кожух внутри разделен по высоте параллельными горизонтальными полуперегородками, расположенными в шахматном порядке. Кожух заполнен пористым теплоемким материалом, например, металлической стружкой (патент РФ на полезную модель №20155, МПК: F24H 1/28).A heating device for wood fuel is known, comprising a combustion chamber on which a casing is mounted with inlet and outlet channels spaced apart in height for circulating coolant, and a bundle of vertical smoke tubes communicated by lower ends with a chamber and upper ends with a chimney having movable damper. At the entrances of the smoke tubes, air jets connected to the atmosphere are installed. The nozzle is mounted in a diffuser installed at the inlet of the corresponding smoke tube, and a gas flow swirl is located above the diffuser. The swirler is made in the form of a sleeve with an elliptical bore, determined from the relation d = (0.7-0.8) D, where d is the small axis of the ellipse, and D is the large axis of the ellipse, equal to the inner diameter of the smoke tube. A gas flow swirl is installed in the chimney above the damper. The casing inside is divided in height by parallel horizontal half-walls arranged in a checkerboard pattern. The casing is filled with porous heat-sensitive material, for example, metal shavings (RF patent for utility model No. 201555, IPC: F24H 1/28).
Однако данное устройство не обеспечивает высокого КПД, эффективного теплосъема, длительности процесса горения при единовременной загрузке топлива. Кроме того, конструкция характеризуется сложностью, не позволяющей проводить очистку устройства в процессе его эксплуатации.However, this device does not provide high efficiency, effective heat removal, the duration of the combustion process with a single load of fuel. In addition, the design is characterized by complexity, which does not allow cleaning the device during its operation.
Известна печь, состоящая из топливника с топливной дверцей, колосниковой решетки, размещенной между топливником и зольником, зольника, дымовой трубы, внешнего дымоходного канала для отвода горячих дымовых газов из топливника к дымовой трубе, который расположен сверху над топливником. Зольник оборудован подвижной регулирующей заслонкой, а дымоходный канал соединен с топливником с помощью патрубка, расположенного в тыльной части топливника, и выполнен многооборотным, при этом его сечение имеет форму четырехугольника. Высота сечения дымоходного канала в 2-20 раз превышает его ширину, а объем составляет 0,1-1,5 объема топливника, при этом дымоходный канал образовывает трехстенное, открытое сверху и с одной стороны, коробчатое вместилище, вход дымоходного канала размещен на противоположной стороне от топливной дверцы, а между топливником и дымоходным каналом с трех сторон выполнены прорези для поступления воздуха (патент РФ на изобретение №2319077, МПК: F24B 7/00).A known furnace, consisting of a firebox with a fuel door, a grate located between the firebox and the ash pan, an ash pan, a chimney, an external chimney channel for removing hot flue gases from the firebox to the chimney, which is located above the firebox. The ash pan is equipped with a movable control damper, and the chimney channel is connected to the firebox using a pipe located in the rear of the firebox and is multi-turn, while its cross section has the shape of a quadrangle. The height of the cross section of the chimney channel is 2-20 times its width, and the volume is 0.1-1.5 of the volume of the firebox, while the chimney channel forms a three-walled, open top and on one side, box-shaped container, the entrance of the chimney channel is located on the opposite side from the fuel door, and between the firebox and the chimney channel, slots for air intake are made on three sides (RF patent for the invention No. 2319077, IPC:
Известная печь имеет прямоугольное сечение, что негативно сказывается на эффективности конструкции с учетом образования так называемых «мертвых зон», в которых топливо не имеет возможности полностью прогореть.The known furnace has a rectangular cross section, which negatively affects the efficiency of the design, taking into account the formation of the so-called "dead zones" in which the fuel does not have the ability to completely burn out.
Известен каталитический котел медленного горения, включающий корпус, дымоход, топливник с дверцей, колосниковую решетку, зольник, конвекторные трубы, расположенные внутри котла и размещенные по периметру внутри корпуса, проходящие сквозь перегородку, формирующую в верхней части топливника дожиговую камеру с дожиговым устройством, пропускающим топочные газы в дожиговую камеру, и камеру теплообмена. При этом дожиговое устройство имеет две каталитические решетки, в зазоре между которыми размещены под углом к горизонтальной плоскости и снаружи закрытые лепестковыми биметаллическими клапанами жиклеры подачи подогретого вторичного воздуха из вертикального канала подогрева вторичного воздуха, образованного дверцей топливника вместе с крышкой с регулировочными винтами, закрывающей участок корпуса котла в месте крепления лепестковых биметаллических клапанов, к задней части котла примыкает камера, являющаяся продолжением камеры теплообмена, сообщенная с дымоходом и соединенная с топливником газоходным каналом, над которым регулировочным винтом закреплен биметаллический термостат, расположенный под дымоходом, а конвекторные трубы выполнены с возможностью формирования потока топочных газов в камере теплообмена, препятствуя прямому прорыву их в дымоход (патент РФ на изобретение №2319909 МПК: F24H 1/46).A slow burning catalytic boiler is known, including a housing, a chimney, a firebox with a door, a grate, an ash pan, convector pipes located inside the boiler and placed around the perimeter inside the housing, passing through a partition forming an afterburner in the upper part of the firebox with an afterburner that passes the furnace gases into the afterburner, and the heat transfer chamber. In this case, the afterburning device has two catalytic gratings, in the gap between which are placed at an angle to the horizontal plane and externally closed by petal bimetallic valves, the nozzles for supplying heated secondary air from the vertical secondary air heating channel formed by the firebox door together with the cover with adjusting screws covering the housing section the boiler at the mounting point of the petal bimetallic valves, a chamber is adjacent to the rear of the boiler, which is a continuation of the heat chamber lobo exchange communicated with the chimney and connected to the firebox by the flue channel, over which a bimetallic thermostat is located under the chimney, and convection pipes are configured to form a stream of flue gases in the heat exchange chamber, preventing them from breaking directly into the chimney (RF patent for invention No. 2319909 IPC: F24H 1/46).
Однако известная конструкция не позволяет обеспечить высокую (не менее 85%) степень сжигания топлива при однофакельном горении его в камере сгорания, а при меньшей степени основного сжигания топлива камера дожигания не выполняет свою функцию.However, the known design does not allow to provide a high (not less than 85%) degree of fuel combustion during single-flame combustion in the combustion chamber, and with a lesser degree of primary fuel combustion, the afterburner does not fulfill its function.
Известна малогабаритная бытовая печь, содержащая вертикальный корпус с топкой в нижней части и дымоходным отверстием в верхней, а также камеру для приготовления пищи. Печь снабжена установленным над топкой блоком горизонтально ориентированных дымоходов, состоящим из дна с выемкой для прохода дымовых газов, крышки и вертикальной боковой стенки с направляющими дымовых газов, а также коллектором дымовой трубы, подсоединенным к дымоходному отверстию корпуса снаружи, при этом дно блока дымоходов, образующее свод топки, и направляющие дымовых газов сопряжены с внутренней поверхностью корпуса, крышка закрывает зазор между стенками корпуса и блока дымоходов (свидетельство РФ на полезную модель №49955 МПК: F24B 1/02).Known small-sized household oven containing a vertical housing with a furnace in the lower part and a chimney hole in the upper, as well as a cooking chamber. The furnace is equipped with a horizontally oriented chimney block mounted above the furnace, consisting of a bottom with a recess for the passage of flue gases, a lid and a vertical side wall with flue gas guides, and a chimney collector connected to the chimney opening from the outside, while the bottom of the chimney block forms the furnace vault and the flue gas guides are interfaced with the inner surface of the housing, the lid closes the gap between the walls of the housing and the chimney block (certificate of the Russian Federation for utility model No. 49955 IPC: F24B 1/02).
Однако данное устройство имеет сложную конструкцию, не позволяющую проводить очистку устройства в процессе его эксплуатации. Кроме того, устройство характеризуется не достаточно высоким КПД, не обеспечивает эффективного теплосъема и длительности процесса горения при единовременной загрузке топлива.However, this device has a complex structure that does not allow cleaning the device during its operation. In addition, the device is not characterized by a sufficiently high efficiency, it does not provide effective heat removal and the duration of the combustion process with a single load of fuel.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является «Котел Попова» - оборудование для нагрева водяного или воздушного теплоносителя. Применяется для аварийного отопления и в системах отопления различных по назначению помещений любых размеров, для просушки пиломатериалов, сельскохозяйственной продукции, отоплении теплиц, парников, парных, бань, саун и многого другого. Известное устройство состоит из двух камер сгорания: нижней камеры - камеры пиролиза и верхней камеры - камеры дожигания генераторных газов. Котел оборудован тремя регуляторами: под дверцей - малые трубы окислителей (регулируют мощность котла путем подачи кислорода в камеру пиролиза), на дымоходном патрубке сверху котла верхний шибер (регулирует экономические показатели котла путем изменения скорости выхода отработанных газов) и по центру спереди расположен внутренний шибер (позволяет избежать попадания газогенераторных газов в помещение). После розжига котла, прогрева и последующего перевода его в рабочий режим газогенерации, происходит процесс газификации топлива (очень похожий на пиролиз) в топочной камере при недостатке кислорода и воздействии низких температур (250-350 С°). Образующийся древесный газ, поднимаясь в верхнюю часть котла, соединяется с кислородом воздуха, который подается через систему инжекторов, воспламеняется и сгорает в камере дожигания, выделяя при этом большое количество тепла. Это тепло передается через теплообменные поверхности котловой воде (http://narod.ru/disk/6911941000/Kotly-Popova.doc.html).Closest to the technical nature of the claimed invention is the "Popov Boiler" - equipment for heating water or air coolant. It is used for emergency heating and in heating systems of various sizes for various purposes, for drying lumber, agricultural products, heating greenhouses, hotbeds, steam rooms, baths, saunas and much more. The known device consists of two combustion chambers: the lower chamber — the pyrolysis chamber and the upper chamber — the generator gas afterburner. The boiler is equipped with three regulators: under the door there are small oxidizer pipes (regulate the boiler power by supplying oxygen to the pyrolysis chamber), on the chimney pipe on top of the boiler there is an upper gate (it regulates the economic indicators of the boiler by changing the exhaust gas outlet speed) and an inner gate is located in the front center ( avoids gas-generating gases entering the room). After ignition of the boiler, heating and its subsequent transfer to the operating mode of gas generation, the process of gasification of fuel (very similar to pyrolysis) occurs in the combustion chamber with a lack of oxygen and low temperatures (250-350 ° C). The resulting wood gas, rising to the upper part of the boiler, combines with the oxygen of the air, which is supplied through a system of injectors, ignites and burns in the afterburner, thereby generating a large amount of heat. This heat is transferred through the heat exchange surfaces to the boiler water (http://narod.ru/disk/6911941000/Kotly-Popova.doc.html).
Одним из существенных конструктивных недостатков известной конструкции является форма выполнения камер сгорания и дожигания. При значительных тепловых нагрузках происходит линейное расширение металла, а при охлаждении - линейное сжатие, что негативно сказывается на прочности конструкции и способствует достаточно быстрому разрушению конструкции.One of the significant structural disadvantages of the known design is the form of the combustion chambers and afterburning. At significant thermal loads, the metal expands linearly, and during cooling, the linear compression occurs, which negatively affects the strength of the structure and contributes to a fairly rapid destruction of the structure.
Задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение КПД термогазохимической установки, увеличение возможного объема загрузки топлива при сохранении габаритных размеров и снижении весовых показателей конструкции. Заявляемая конструкция является технологичной в изготовлении, обладает низкой металлоемкостью и стойкостью к деформациям при тепловом расширении. Обладает эффектом памяти формы при линейном сжатии и расширении в результате тепловых перегрузок.The task to which the claimed technical solution is directed is to increase the efficiency of the thermogas-chemical plant, increase the possible volume of fuel loading while maintaining overall dimensions and reducing the weight parameters of the structure. The inventive design is technologically advanced in manufacture, has a low metal consumption and resistance to deformation during thermal expansion. It has the effect of shape memory during linear compression and expansion as a result of thermal overloads.
Технический результат, который может быть достигнут при использовании заявляемого изобретения, заключается в обеспечении доокисления дымовых газов в процессе их вывода, эффективного теплосъема и длительного процесса горения на одной загрузке топлива.The technical result that can be achieved by using the claimed invention is to provide additional oxidation of flue gases in the process of their removal, effective heat removal and a long burning process on a single fuel load.
Поставленная задача решается тем, что термогазохимическая установка, включающая вертикально ориентированный корпус с днищем, крышей, передней, задней и боковыми стенками, выполненными двойными, при этом со стороны передней стенки выполнено загрузочное отверстие, а внутренний объем корпуса разделен на камеру сгорания, канал подачи вторичного воздуха и термогазохимический реактор, расположенный в верхней части корпуса и содержащий, по крайней мере, две горизонтально ориентированные перегородки, расположенные друг над другом с возможностью прохождения дымовых газов из камеры сгорания, согласно техническому решению снабжена двумя вертикально ориентированными переборками и горизонтально ориентированным поддоном, при этом одна из переборок расположена со стороны задней стенки корпуса, снабжена отверстиями и сопряжена с поддоном, а другая размещена в верхней части корпуса и прикреплена к боковым двойным стенкам корпуса и крыше, канал подачи вторичного воздуха образован с одной стороны днищем и горизонтально ориентированным поддоном, а с другой стороны задней двойной стенкой корпуса и переборкой, каждая перегородка термогазохимического реактора сопряжена с переборками и выполнена объемной с полостью, образованной между двумя расположенными с зазором пластинами, верхняя из которых выполнена перфорированной, и сообщающейся с каналом подачи вторичного воздуха через отверстия в переборке. Перфорационные отверстия верхней пластины перегородки выполнены с увеличивающимся от центра к периферии диаметром. Загрузочные отверстия камеры сгорания выполнены эллиптической формы. Корпус установки выполнен в форме прямого цилиндра, основанием которого является эллипс. Установка снабжена контуром водяной рубашки, размещенным между двойными стенками корпуса. Термогазохимический реактор содержит две, верхнюю и нижнюю, горизонтально ориентированные перегородки, при этом площадь сечения нижней перегородки составляет не более 60%, а площадь сечения верхней перегородки составляет не более 50% от площади поперечного сечения камеры сгорания соответственно.The problem is solved in that the thermogasochemical installation, including a vertically oriented housing with a bottom, roof, front, rear and side walls made of double, with a loading hole made on the side of the front wall, and the internal volume of the housing is divided into a combustion chamber, a secondary feed channel air and thermogas chemical reactor located in the upper part of the housing and containing at least two horizontally oriented partitions located one above the other with possibly According to the technical solution, the passage of the flue gases from the combustion chamber is equipped with two vertically oriented bulkheads and a horizontally oriented tray, one of the bulkheads being located on the side of the rear wall of the housing, provided with holes and mating with the tray, and the other is located in the upper part of the housing and is attached to the side double walls of the casing and the roof, the secondary air supply channel is formed on one side by a bottom and a horizontally oriented tray, and on the other side by a rear double with a body shell and a bulkhead, each partition of a thermogas chemical reactor is associated with bulkheads and is made volumetric with a cavity formed between two plates located with a gap, the upper of which is perforated, and communicating with the secondary air supply channel through openings in the bulkhead. Perforations of the upper plate of the partition are made with increasing diameter from the center to the periphery. The loading openings of the combustion chamber are elliptical. The housing of the installation is made in the form of a straight cylinder, the base of which is an ellipse. The unit is equipped with a water jacket circuit located between the double walls of the casing. The thermogas chemical reactor contains two upper and lower horizontally oriented partitions, with the cross-sectional area of the lower partition not exceeding 60%, and the cross-sectional area of the upper partition not exceeding 50% of the cross-sectional area of the combustion chamber, respectively.
Выбранная форма корпуса способствует увеличению срока службы. Кроме того, в результате изучения природы теплопроводности плоских и криволинейных стенок получен вывод о том, что изменение температур плоской стенки представляет собой линейную зависимость, в то время как изменение температуры криволинейной стенки не является линейной величиной. Поэтому для предотвращения тепловых деформаций, которые часто возникают в аналогичных конструкциях тепловыделяющих установок, выбрана криволинейная форма стенок корпуса. При эксплуатации устройства обеспечивается полное сгорание топлива, в результате которого углерод топлива превращается целиком в углекислый газ, а водород - в воду (пары воды). Содержащиеся в топливе другие элементы при полном его сгорании превращаются в соответствующие окислы (например, СО окисляется до СО2). Полное сгорание - это технология, при которой почти все газы, содержащиеся в дыме, сгорают. В результате сводится к минимуму эмиссия загрязняющих веществ, как, впрочем, и уменьшается возможность задымления обогреваемых помещений через открытую дверцу камеры сгорания. Кроме того, полное сгорание приводит к уменьшению расхода топлива, так как пепел, образовавшийся в результате первичного сгорания, не содержит золы (твердого углерода). Также полное сгорание ограничивает процесс наслоения сажи, так как в саже не образуются шлаки, что значительно уменьшает риск воспламенения в газоотводящих трактах устройства.The selected form of the case increases the service life. In addition, as a result of studying the nature of the thermal conductivity of flat and curved walls, it was concluded that the change in the temperature of a flat wall is a linear dependence, while the change in temperature of a curved wall is not a linear quantity. Therefore, to prevent thermal deformations, which often occur in similar designs of heat-generating plants, the curved shape of the walls of the casing is chosen. During operation of the device, complete combustion of the fuel is ensured, as a result of which the carbon of the fuel is converted entirely to carbon dioxide, and hydrogen to water (water vapor). Other elements contained in the fuel, when it is completely burned, are converted to the corresponding oxides (for example, CO is oxidized to CO 2 ). Complete combustion is a technology in which almost all the gases contained in smoke are burned. As a result, the emission of pollutants is minimized, as, however, the possibility of smoke from heated rooms through the open door of the combustion chamber is reduced. In addition, complete combustion leads to a decrease in fuel consumption, since the ash formed as a result of primary combustion does not contain ash (solid carbon). Also, complete combustion limits the process of soot deposition, since no soils are formed in the soot, which significantly reduces the risk of ignition in the exhaust ducts of the device.
Изобретение поясняется следующими чертежами:The invention is illustrated by the following drawings:
на фиг.1 представлено схематичное изображение заявляемого устройства (общий вид);figure 1 presents a schematic representation of the inventive device (General view);
на фиг.2 схематично представлен вид спереди термогазохимической установки;figure 2 schematically shows a front view of a thermogasochemical installation;
на фиг.3 представлено изображение верхней перегородки, формирующей часть термогазохимического реактора;figure 3 presents the image of the upper septum forming part of the thermogas chemical reactor;
на фиг.4 представлено изображение нижней перегородки, формирующей часть термогазохимического реактора;figure 4 presents the image of the lower septum, forming part of the thermogas chemical reactor;
на фиг.5 представлено горизонтальное сечение заявляемого устройства по плоскости размещения верхней перегородки;figure 5 presents a horizontal section of the inventive device along the plane of placement of the upper partition;
на фиг.6 представлено схематичное изображение расположения внутренних блоков и узлов установки.figure 6 presents a schematic illustration of the location of the indoor units and installation units.
Позициями на чертежах обозначены:The positions in the drawings indicate:
1 - корпус,1 - housing
2 - камера сгорания,2 - combustion chamber,
3 - окно закладки топлива,3 - fuel bookmark window,
4 - заслонка,4 - shutter,
5 - поддувало,5 - blew,
6 - колосниковая решетка,6 - grate,
7 - канал подачи вторичного воздуха,7 - channel for supplying secondary air,
8 - заслонка, регулирующая подачу вторичного воздуха,8 - damper that regulates the supply of secondary air,
9 - нижняя перегородка,9 - lower partition,
10 - верхняя перегородка,10 - upper partition,
11 - полость,11 - cavity
12 - перфорация,12 - perforation
13 - выемка,13 - recess,
14 - патрубок,14 - pipe
15 - дверца,15 - door
16 - контур водяной рубашки,16 - the contour of the water jacket,
17 - накопитель дымовых газов,17 - flue gas accumulator,
18 - переборка,18 - bulkhead,
19 - шиберная заслонка,19 - slide gate,
20 - подрывной клапан,20 - blasting valve,
21 - поддон,21 - pallet
22 - переборка.22 - bulkhead.
По способу передачи тепла заявляемое устройство относится к рекуперативным аппаратам, по выбросам отводящих газов - к теплопроводящим аппаратам конденсационного типа.According to the method of heat transfer, the claimed device relates to recuperative devices, according to the emissions of exhaust gases - to heat-conducting devices of the condensation type.
Заявляемое устройство представляет собой установку, способную обеспечить быстрый нагрев и длительное сохранение тепла в помещении. Установка содержит вертикально ориентированный корпус 1 с окнами 3 для организации закладки топлива и регулировки подводимого воздуха и отводимых дымовых газов. Корпус 1 выполнен в форме, близкой к цилиндру, в основании которого лежит эллипс, что помимо функциональных аэродинамических достоинств обеспечивает заявляемую конструкцию своеобразными эстетическими особенностями. Цилиндрическая форма выполнения корпуса 1 обеспечивает функциональное использование внутреннего объема устройства без образования так называемых «мертвых зон», при размещении топлива в которых не обеспечивается полное его прогорание. Кроме того, выбранная форма корпуса 1 позволяет избегать деформаций металла при критических тепловых нагрузках. Стенки корпуса и днище, как правило, выполнены двойными. Большую часть корпуса занимает камера сгорания 2, в нижней части которой размещена колосниковая решетка 6, представляющая собой металлический лист с симметрично расположенными прорезями для проникновения воздуха. На крыше корпуса размещен подрывной клапан 20, представляющий собой отверстие, герметично закрытое огнеупорным легко подрываемым материалом. Клапан 20 предохраняет конструкцию от разрушений в критических ситуациях. Колосниковая решетка 6 и горизонтально ориентированный поддон 21 формируют поддувало 5. Камера сгорания 2 снабжена окном подачи воздуха с заслонкой 4 решетчатого типа. Камера сгорания 2 снабжена двумя окнами для закладки топлива 3, выполненными на передней стенке корпуса 1 в виде круглых, размещенных друг под другом отверстий с герметично закрывающимися дверцами 15. Форма окон закладки топлива (круглые) 3 также предотвращает разрушение при нагреве и охлаждении установки. Дверцы по окружности уплотнены асбестовым шнуром с фторопластовой пропиткой. Камера сгорания 2 ограничена с одной стороны передней стенкой корпуса 1 установки, а с другой стороны - переборкой 18, которая разделяет внутреннее пространство корпуса установки на камеру сгорания и канал подачи вторичного воздуха. Переборка 18 сопряжена с горизонтально ориентированным поддоном 21. Канал подачи вторичного воздуха 7 размещен под камерой сгорания 2 и вдоль задней стенки корпуса 1 установки. Таким образом, канал подачи вторичного воздуха 7 занимает объем, ограниченный днищем корпуса 1 установки, поддоном 21, а также задней стенкой корпуса 1 и переборкой 18 соответственно, и разделен в нижней части внутренней вертикальной перегородкой на две половины.The inventive device is an installation capable of providing rapid heating and long-term storage of heat in the room. The installation comprises a vertically oriented housing 1 with
Канал подачи вторичного воздуха 7 снабжен заслонкой 8, регулирующей подачу вторичного воздуха. В верхней части корпуса организован термогазохимической реактор, функционально совмещенный с узлом отвода дымовых газов. Термогазохимический реактор представляет собой две горизонтально ориентированные перегородки 9 и 10, прикрепленные к переборке 18, отделяющей камеру сгорания 2 от канала подачи вторичного воздуха 7 и отграниченные от пространства камеры сгорания 2 переборкой 22, жестко прикрепленной к боковым стенкам камеры сгорания 2 и крыше. Каждая перегородка 9, 10 представляет замкнутый объем с полостью 11, образованный двумя металлическими пластинами, расположенными горизонтально с зазором друг относительно друга и герметизированным металлической стенкой, при этом один лист (нижний) выполнен сплошным, а другой (верхний) - перфорированным. Такая форма выполнения перегородок (в отличие от стандартных, листовых перегородок) способствует предотвращению деформаций, неизбежно возникающих при периодическом нагреве и охлаждении устройства. Полость 11 каждой перегородки сообщается с каналом подачи вторичного воздуха 7 через отверстия, выполненные в переборке в зоне сопряжения с перегородкой. Перфорация 12 может быть выполнена равномерной или по определенному закону, определенному эмпирически. Например, перфорация 12 может представлять собой набор отверстий увеличивающегося от центра к периферии диаметра. Нижняя перегородка 9 выполнена с выемкой 13, обеспечивающей прохождение дымовых газов из камеры сгорания 2 в термогазохимический реактор. Верхняя перегородка 10 также прикреплена к переборке 18 и расположена с зазором относительно переборки 22, обеспечивающим свободное прохождение дымовых газов вверх. Однако общая площадь зазора меньше площади выемки 13, образованной в нижней перегородке 9 на величину, полученную эмпирически. Уменьшение площади свободного прохождения дымовых газов необходимо для обеспечения возможности их разгона при прохождении через термогазохимический реактор. Над верхней перегородкой 10 с частичным встраиванием в корпус 1 размещен накопитель дымовых газов 17 с отводящим патрубком 14 и шиберной заслонкой 19. Теплосъем с устройства может быть обеспечен различными способами с использованием водяного или воздушного теплоносителя. При использовании водяного теплоносителя установка снабжена контуром водяной рубашки 16, при этом стенки корпуса 1, представляющие собой теплообменные элементы, выполнены двойными из листового материала. Водяная рубашка 16 предохраняет от разрушения конструкцию, дает возможность обеспечить полноценную готовность установки к эксплуатации в сжатые сроки.The secondary
Заявляемое устройство работает следующим образом.The inventive device operates as follows.
Установку размещают в обогреваемом помещении и производят закладку топлива через окно. Камеру сгорания заполняют на весь объем. В качестве топлива могут быть использованы дрова, торфяные брикеты, уголь и т.д. Заполняют водой пространство для организации контура водяной рубашки. Убедившись в наличии тяги, разжигают дрова сухой щепой, мелкой сухой древесиной, бумагой. После воспламенения топливного материала окна загрузки топлива герметизируют и дальнейшее обслуживание установки производят регулировкой заслонок канала подачи вторичного воздуха и шиберной заслонки. В камере сгорания происходит первичный теплосъем. После активного прогорания топлива установку переводят в режим медленного тления посредством прекращения подачи атмосферного воздуха через поддувало на колосниковую решетку. При сгорании топлива в камере сгорания образуются и скапливаются дымовые газы, поднимающиеся вверх в термогазохимический реактор через выемку в нижней перегородке. Вторичный воздух подают в канал подачи вторичного воздуха через заслонки. По каналу подачи вторичного воздуха атмосферный воздух попадает в полости нижней и верхней перегородок термогазохимического реактора вдоль задней стенки корпуса и переборки, отделяющей камеру сгорания от канала подачи вторичного воздуха через отверстия, выполненные в переборке. Проходя сквозь перфорационные отверстия верхней пластины нижней перегородки, воздух смешивается с дымовыми газами, поступающими в узел отвода дымовых газов через выемку нижней перегородки, осуществляя их доокисление. Затем смесь поступает через зазор, образованный переборкой и верхней перегородкой, в пространство над верхней перегородкой, где смешивается с атмосферным воздухом, поступающим из камеры подачи вторичного воздуха через полость верхней перегородки сквозь перфорационные отверстия, выполненные в верхней пластине верхней перегородки. Далее смесь поступает в накопитель дымовых газов и выводится наружу. Шиберной заслонкой регулируют динамику газового потока, дополнительно обеспечивая пожаробезопасность установки. По мере образования генераторного газа и его продвижения к выходу осуществляется теплообмен с теплоносителем.The installation is placed in a heated room and the fuel is laid through a window. The combustion chamber is filled to the full extent. Firewood, peat briquettes, coal, etc. can be used as fuel. A space is filled with water for organizing the contour of the water jacket. After making sure that there is traction, they kindle firewood with dry wood chips, fine dry wood, and paper. After ignition of the fuel material, the fuel loading windows are sealed and the unit is further serviced by adjusting the flaps of the secondary air supply channel and the slide gate. In the combustion chamber, primary heat removal occurs. After active burning of the fuel, the installation is switched to the mode of slow smoldering by cutting off the supply of atmospheric air through the blower to the grate. When fuel is burned in the combustion chamber, flue gases are formed and accumulate, rising up into the thermogas-chemical reactor through a recess in the lower partition. Secondary air is supplied to the secondary air supply channel through the flaps. At the secondary air supply channel, atmospheric air enters the cavities of the lower and upper partitions of the thermogaschemical reactor along the rear wall of the housing and the bulkhead separating the combustion chamber from the secondary air supply channel through openings made in the bulkhead. Passing through the perforations of the upper plate of the lower partition, the air is mixed with flue gases entering the flue gas removal unit through the recess of the lower partition, carrying out their oxidation. Then the mixture enters through the gap formed by the bulkhead and the upper partition, into the space above the upper partition, where it is mixed with atmospheric air coming from the secondary air supply chamber through the cavity of the upper partition through the perforations made in the upper plate of the upper partition. Next, the mixture enters the flue gas accumulator and is brought out. The gate valve regulates the dynamics of the gas flow, additionally ensuring the fire safety of the installation. As the generator gas is formed and moves toward the outlet, heat exchange with the coolant is carried out.
Пример конкретного выполнения.An example of a specific implementation.
Изготовлен опытный образец заявляемой установки мощностью до 100-120 кВт. Вес установки составляет не более 320 кг при следующих габаритных размерах: 1017*716*1816 мм. Основным материалом изготовления являются сталь Ст3 (для водяной рубашки) и жаропрочная сталь 09Г2С. Корпус установки выполнен двойным с зазором 48 мм для организации водяной рубашки по всему объему установки. На передней панели установки размещены два круглых окна загрузки топлива диаметром 300 мм, решетчатая заслонка камеры сгорания, двойная заслонка канала подачи вторичного воздуха. Объем камеры сгорания 0,34 м3. В нижней части камеры сгорания размещена колосниковая решетка. Объем камеры подачи вторичного воздуха 0,12 м3. Узел отвода дымовых газов выполнен из двух полых перегородок, установленных горизонтально, и газоотбойника. Каждая перегородка снабжена перфорацией, выполненной на верхней поверхности перегородки уменьшающегося от 13 мм до 8 мм диаметра. Расстояние между перегородками составляет 220 мм. Установка снабжена накопителем дымовых газов, размещенным с частичным встраиванием в корпус устройства.A prototype of the inventive installation with a capacity of up to 100-120 kW was manufactured. The weight of the installation is not more than 320 kg with the following overall dimensions: 1017 * 716 * 1816 mm. The main manufacturing material is St3 steel (for a water jacket) and heat-resistant steel 09G2S. The casing of the installation is double with a gap of 48 mm for organizing a water jacket over the entire installation volume. On the front panel of the installation there are two round fuel loading windows with a diameter of 300 mm, a lattice flap of the combustion chamber, a double flap of the secondary air supply channel. The volume of the combustion chamber is 0.34 m 3 . In the lower part of the combustion chamber there is a grate. The volume of the secondary air supply chamber is 0.12 m 3 . The flue gas removal unit is made of two hollow partitions installed horizontally, and a gas baffle. Each partition is equipped with perforations made on the upper surface of the partition, decreasing from 13 mm to 8 mm in diameter. The distance between the partitions is 220 mm. The installation is equipped with a flue gas accumulator, placed partially embedded in the device.
За счет размещения термогазохимического реактора в верхней части корпуса установки увеличен объем камеры сгорания и, соответственно, разовый объем загрузки топлива. Величина объема, необходимая для размещения термогазохимического реактора, получена эмпирически и подтверждена опытным путем.Due to the placement of the thermogas-chemical reactor in the upper part of the installation case, the volume of the combustion chamber and, accordingly, the one-time volume of fuel loading are increased. The volume required for the placement of the thermogasochemical reactor was obtained empirically and experimentally confirmed.
Заявляемая конструкция обладает более высоким КПД по сравнению с прототипом за счет организации термогазохимического реактора, функционально совмещенного с узлом отвода дымовых газов.The inventive design has a higher efficiency compared to the prototype due to the organization of a thermogas chemical reactor, functionally combined with the flue gas removal unit.
Claims (6)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009147811/06A RU2425294C1 (en) | 2009-12-22 | 2009-12-22 | Thermal gas chemical plant |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2009147811/06A RU2425294C1 (en) | 2009-12-22 | 2009-12-22 | Thermal gas chemical plant |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2425294C1 true RU2425294C1 (en) | 2011-07-27 |
Family
ID=44753633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2009147811/06A RU2425294C1 (en) | 2009-12-22 | 2009-12-22 | Thermal gas chemical plant |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2425294C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA027117B1 (en) * | 2015-01-29 | 2017-06-30 | Николай Владимирович Мамонов | Furnace plant for gas-generator boilers |
-
2009
- 2009-12-22 RU RU2009147811/06A patent/RU2425294C1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EA027117B1 (en) * | 2015-01-29 | 2017-06-30 | Николай Владимирович Мамонов | Furnace plant for gas-generator boilers |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU153204U1 (en) | HEATING BOILER | |
| EP2884200B1 (en) | Central heating boiler | |
| RU204800U1 (en) | Solid fuel combustion plant | |
| WO2011136629A2 (en) | Solid fuel fired boiler with a gas burner for household use and gas combustion method | |
| RU2425294C1 (en) | Thermal gas chemical plant | |
| RU2379596C1 (en) | Heat generator | |
| RU2242679C1 (en) | Heater | |
| RU2661516C2 (en) | Solid-fuel gas-generated boiler | |
| RU2380612C1 (en) | Catalytic heat generator | |
| RU2743867C1 (en) | Continuous burning solid boiler | |
| RU2610411C2 (en) | Heating device | |
| RU163581U1 (en) | HEATING DEVICE | |
| RU2551183C2 (en) | Heating device | |
| RU2698362C1 (en) | Universal air heating furnace | |
| RU2186299C2 (en) | Heating stove | |
| RU46335U1 (en) | HEATING FURNACE | |
| RU2445550C1 (en) | Heating device | |
| RU2337274C2 (en) | Heating device | |
| RU20155U1 (en) | HEATING DEVICE | |
| RU2803764C1 (en) | Long burning furnace | |
| RU2350845C1 (en) | Furnace | |
| RU2707778C1 (en) | Catalytic solid-fuel furnace | |
| RU2289069C1 (en) | Stove for heating room | |
| RU2776986C1 (en) | Catalytic heating and cooking solid fuel furnace of long burning | |
| RU2423647C1 (en) | Thermogas chemical plant for solid domestic wastes recycling |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20121223 |