УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ КУСКОВОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА Российский патент 1994 года по МПК F23C11/04 

Изобретение относится к энергетике и предназначено преимущественно для применения в отопительных теплотехнических устройствах.

Известна камерная топка, содержащая вертикальную цилиндрическую шахту с горизонтальной колосниковой решеткой и расположенную над ней поверхность нагрева, причем колосниковая решетка расположена на высоте 1/4 высоты шахты, а поверхность нагрева на расстоянии 1/4 высоты от верхнего торца шахты для возбуждения акустических колебаний с целью интенсификации процесса горения.

Однако в изобретении-прототипе работа устройства возможна только при вертикальном положении шахты и ненадежна в действии. Это снижает надежность и долговечность, усложняет эксплуатацию, так как иногда горизонтальное положение печи предпочтительнее.

Задачей изобретения является увеличение надежности и долговечности, улучшение условий эксплуатации, снижение уровня шума и обеспечение работы печи в горизонтальном положении.

Это достигается тем, что между колосниковой решеткой и выхлопной трубой установлены взаимно перпендикулярные пластины, образующие попарно одинаковые полости, на выхлопной трубе размещен переходник большего диаметра, при этом длины пластин равны длине участка выхлопной трубы, расположенного между корпусом и переходником.

Такая конструкция устройства для сжигания кускового твердого топлива обеспечивает тот же эффект, что и прототип, т. е. интенсификацию процесса горения за счет пульсаций потока продуктов сгорания и экономию топлива. Наличие попарно одинаковых резонаторов делает систему газовых трактов очень неустойчивой, а равенство длин резонаторных полостей и начального участка выхлопной трубы увеличивает вероятность резонансных явлений и устойчивость их при большой амплитуде колебаний, что подтверждают эксперименты, проведенные на опытных образцах.

Большая восприимчивость предлагаемого устройства к возникновению пульсаций компенсирует отсутствие в нем эффекта Рийке, но увеличивает надежность и долговечность, улучшает условия эксплуатации.

На фиг. 1 и 2 показана конструктивная схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит корпус 1, например цилиндрический, колосниковую решетку 2, выхлопную трубу 3, пластины 4, образующую две пары одинаковых резонаторных полостей 5 и 6. Для загрузки твердого топлива имеется поворачивающаяся на оси верхняя заслонка 7, а для выгрузки шлака - нижняя заслонка 8. На верхней заслонке расположено цилиндрическое отверстие 9, проходное сечение которого можно регулировать поворотной заслонкой 10. Спереди корпус 1 закрыт приварной крышкой 11, вблизи которой приварена выхлопная труба. Длина начального участка выхлопной трубы от корпуса 1 до переходника 12 большего диаметра равна длинам пластин 4.

Устройство работает следующим образом.

Открывается заслонка 7 в положение, указанное пунктиром, и на колосниковую решетку 2 насыпается кусковое твердое топливо: уголь, торф, дрова и др. Топливо поджигается и заслонка 7 закрывается. Продукты сгорания по резонаторным полостям 5 проходят в полость 13 и из нее в трубу 3, а частично по резонаторным полостям 6 проходят в область под колосниковой решеткой, называемую обычно поддувалом. Воздух, необходимый для горения топлива, подсасывается внутрь через неплотности прилегания крышек 7 и 8, а также через отверстие 9. Регулируя проходное сечение отверстия 9 поворотной заслонкой 10, выбирают оптимальный режим горения, добиваясь полного отсутствия дыма. Это достигается даже в начальный период, когда твердое топливо только разгорается.

Большим преимуществом предлагаемого устройства является пониженный уровень шума, вследствие того, что колебания газа во всех резонаторных полостях 5, 6 и в участке выхлопной трубы 3 сдвинуты по фазе и глушат друг друга, Шум слышен только при полном открытии заслонок 7, 8.

Как известно, все печи при работе обычно шумят. Это вызвано тем, что во внутренних каналах их происходят колебания газов, частота которых определяется геометрическими размерами каналов.

В предлагаемой конструкции имеется пять резонаторных полостей, частоты колебаний газа в которых настолько близки, что неизбежны резонансные явления и увеличения амплитуды колебаний. Однако резонансные явления долго не удерживаются и система переходит в стационарный режим колебаний с последовательно сдвинутыми по фазе колебаниями. Это явление установлено экспериментально достаточно давно и подтверждается также нашими испытаниями опытных образцов: за счет взаимного влияния составных элементов установки шум уменьшается без глушителей.

Широкое внедрение предлагаемого устройства позволяет получить большой экономический эффект за счет экономии топлива, снизить токсичность выхлопных газов, а по сравнению с прототипом увеличить надежность и долговечность, улучшить условия эксплуатации, связанные с отсутствием ограничений по положению корпуса и уменьшением уровня шума.

Известны случаи, когда за счет перевода теплотехнических установок на режим пульсирующего горения удается снизить расход топлива на 30%.

Использование: в энергетике для сжигания кускового твердого топлива в отопительных теплотехнических устройствах. Сущность изобретения: между колосниковой решеткой 2 и выхлопной трубой 3 установлены взаимно перпендикулярные пластины, образующие попарно одинаковые резонаторные полости. На выхлопной трубе 3 размещен переходник 12 большего диаметра, при этом длина пластин равна длине участка выхлопной трубы 3, расположенного между корпусом 1 и переходником 12. 2 ил.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ КУСКОВОГО ТВЕРДОГО ТОПЛИВА, содержащее цилиндрический корпус, колосниковую решетку, выхлопную трубу, источник подачи топлива, отличающееся тем, что между колосниковой решеткой и выхлопной трубой установлены взаимно перпендикулярные пластины, образующие попарно одинаковые резонаторные полости, на выхлопной трубе размещен переходник большего диаметра, при этом длины пластин равны длине участка выхлопной трубы, расположенного между корпусом и переходником.