БЫТОВАЯ ГАЗОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1995 года по МПК C10J3/02 C10J3/22 

Изобретение относится к малогабаритным установкам для получения из твердых топлив газа, пригодного для сжигания в бытовых устройствах, в том числе, и для отопления помещения.

Эффективность использования газа для отопления хозяйственных объектов: жилых помещений, теплиц, водогрейных котлов, варочных печей и других объектов хозяйственного назначения, индивидуальных домов (коттеджей, сельскохозяйственных ферм) очевидна и широко используется в газифицированных районах. Расширение объемов использования газа для бытовых целей сдерживается, особенно в районах с низкой плотностью населения, нерентабельностью строительства газопроводов.

Бытовая газогенераторная установка должна удовлетворять следующим требованиям:
наличие высокого КПД газогенерации;
исключение выбросов газа в рабочее помещение как при загрузке топлива, так и при выгрузке золы и шлака;
объем разовой загрузки топлива должен быть достаточен для непрерывной работы газогенератора не менее суток (целесообразно не менее недели);
исключение использования вентилятора с механическим приводом не только в рабочем режиме, но и при розжиге газогенератора;
возможность осуществления работы на низкосортных видах углей, т.е. не только низкокалорийных, но и содержащих наряду с крупными кусками топлива большое количество мелкой фракции.

Наиболее близкой к изобретению по сути и достигаемым результатам является установка, содержащая газогенератор с вертикальной шахтой газификации, загрузочным люком, колосниковой решеткой, средством для подачи воздуха, приспособлением для отвода генерируемого газа из шахты, вытяжной трубой, дополнительной трубой, расположенной по оси корпуса генератора, приспособлением для розжига газогенератора с газовой горелкой и емкость для жидкого топлива.

Однако такая установка громоздка, сложна по конструкции и обслуживанию, шумна в работе, имеет низкий КПД при работе на низкосортных видах топлива.

Целью изобретения является повышение КПД при работе на низкосортных видах топлива, обеспечение стабильной работы установки при загрузке топлива и выгрузке золы, уменьшение гидравлического сопротивления вышележащих слоев топлива, а также увеличение удобств при ее обслуживании.

Для этого в бытовой газогенераторной установке, включающей газогенератор с вертикальной шахтой газификации, загрузочным люком, колосниковой решеткой, средством для подачи воздуха, приспособлением для отвода генерируемого газа из шахты, вытяжной трубой, дополнительной трубой, расположенной по оси корпуса, приспособлением для розжига газогенератора и емкость для жидкого топлива с газовой горелкой, приспособление для отвода генерируемого газа из шахты выполнено в виде двух патрубков с запорными клапанами, размещенных по шахте газогенератора и соединенных между собой газоводом, дополнительная труба размещена в слое топлива, причем нижний конец ее находится непосредственно над реакционной зоной, а верхний конец над слоем загружаемого топлива, приспособление для розжига газогенератора размещено внутри газовой горелки и выполнено в виде кольцеобразной емкости для фитиля, сообщающейся с емкостью для жидкого топлива.

На фиг. 1 представлен газогенератор установки, поперечный разрез; на фиг. 2 бытовая газогенераторная установка.

Бытовая газогенераторная установка состоит из газогенератора 1, содержащего корпус 1 в виде вертикальной шахты 2 с фурмами 3, колосниковой решеткой 4, противнем 5 для забора золы, трубой 6 с раструбом 7 и колпаком 8, загрузочным люком 9, крышкой 10 поддувала, патрубками 11 и 12 для отвода генерируемого газа с клапанами 13 и 14 и шпинделями 15 и 16, газоводом 17 и патрубком 18 для подачи воздуха. Газогенератор 1 соединен газоводом 19 с газовой горелкой 20, установленной на потребителе 21 газа (например, водяном котле), сообщающемся с вытяжной трубой 22. Приспособление для розжига газогенератора размещено внутри газовой горелки 20 и выполнено в виде кольцеобразной емкости 23, соосной диффузору газовой горелки. Емкость 23 заполнена материалом фитиля 24 и сообщается посредством трубопровода 25 с емкостью 26 для жидкого топлива.

Бытовая газогенераторная установка работает следующим образом.

Газогенератор 1 загружают твердым топливом, возможно низкосортным, содержащим пыль, через загрузочный люк. Жидкое топливо заливают в емкость 26. Колпак 8 предохраняет при этом трубу 6 от попадания в нее кусков топлива. После загрузки газогенератора 1 топливом закрывают загрузочный люк 9, поджигают твердое топливо через колосниковую решетку 4, а жидкое топливо в горелке 20 факелом и выводят газогенератор на режим.

При сгорании жидкого топлива на материале фитиля 24 образуются горячие газы, которые попадают в вытяжную трубу 22, и тем самым во всей установке, в том числе и в шахте газогенератора, создается разрежение, под действием которого через патрубок 18 всасывается воздух, проходящий через колосниковую решетку 4 в слой разгорающегося твердого топлива. Образующийся в реакционной зоне между колосниковой решеткой и фурмами 3 генераторный газ (в начале обедненный, а по мере разогрева газогенератора все более обогащенный) проходит через слой топлива и трубу 6 в верхнюю часть шихты газогенератора. Так как гидравлическое сопротивление слоя топлива существенно выше сопротивления трубы 6, то через топливо проходит существенно меньше газа, чем через трубу. Из верхней зоны шахты газ поступает через патрубок 11 (клапан 13 при этом открыт), газовод 17 мимо закрытого клапана 14 к потребителю.

Наличие трубы 6 позволяет засыпать в шахту большой объем топлива. Увеличение высоты слоя практически не приводит к увеличению гидравлического сопротивления в газогенераторе. Это дает возможность, например, при использовании газогенераторной установки для отопления сельских домов производить загрузку топлива один раз в неделю и более.

По мере обогащения газа, поступающего в горелку 20, увеличивается температура газов в вытяжной трубе 22 и, следовательно, разрежение в газогенераторе 1. Управление величиной разрежения в газогенераторе осуществляется величиной открытия клапана 13.

Для выгрузки золы из газогенератора открывают крышку 10 и вынимают противень 5. Режим работы газогенератора при этом не нарушается, так как он будет потреблять столько же воздуха, как и до открытия крышки. При выгрузке золы произойдет только перераспределение расхода воздуха между патрубками 18 и люком крышки 10.

При загрузке топлива перед открытием крышки необходимо шпинделем 16 открыть клапан 14, а шпинделем 15 закрыть клапан 13.

Таким образом, газогенератор переходит с прямого процесса на схему работы двухзонного газогенератора. В этом случае газогенераторный газ выходит к потребителю через фурмы 3, а подсос воздуха при открытом патрубке 18 осуществляют как из под колосниковой решетки, так и из верха шахты через трубу 6 и слой топлива (при открытой крышке 10). Если патрубок 18 при этом закрывается, то подсос воздуха, необходимого для реакции, осуществляется только через верх шахты, что исключает попадание газогенераторного газа и в помещение через люк 9 крышки.

По окончании загрузки крышка 9 закрывается, а клапаны 13 и 14 переключаются в исходное положение, при этом газогенератор снова переводится на прямой процесс, обеспечивающий более высокий КП. В случае использования клапанов, управляемых дистанционно или автоматически, вместо шпинделей 15 и 16 используются штоки исполнительных механизмов.

Конструкционные особенности предлагаемой бытовой газогенераторной установки позволяют повысить КПД даже при работе на низкосортных топливах без использования принудительного вентиляторного дутья. Предлагаемая газогенераторная установка легко разжигается, стабильно работает при загрузке топлива и выгрузке золы из генератора.

Использование: для отопления жилых помещений, теплиц, водогрейных котлов, варочных печей и других объектов хозяйственного назначения, индивидуальных домов (коттеджей, сельскохозяйственных ферм) в газифицированных районах, в малогабаритных установках для получения из твердых топлив газа. Сущность изобретения: в бытовой газогенераторной установке, содержащей газогенератор с вертикальной шахтой газификации, загрузочным люком, колосниковой решеткой, средством для подачи воздуха, приспособлением для генерируемого газа из шахты, вытяжной трубой, дополнительной трубой, расположенной по оси корпуса генератора, приспособлением для розжига газогенератора с газовой горелкой, приспособление для отвода генерируемого газа из шахты выполнено в виде двух патрубков с запорными клапанами, размещенных на шахте газогенератора и соединенных между собой газоводом, дополнительная труба размещена в слое топлива, причем нижний конец ее находится непосредственно над реакционной зоной, а верхний конец - над слоем загружаемого топлива, приспособление для розжига газогенератора размещено внутри газовой горелки и выполнено в виде кольцеобразной емкости для фитиля, сообщающейся с емкостью для жидкого топлива. 2 ил.

БЫТОВАЯ ГАЗОГЕНЕРАТОРНАЯ УСТАНОВКА, содержащая газогенератор с вертикальной шахтой газификации, загрузочным люком, колосниковой решеткой, средством для подачи воздуха, приспособлением для отвода генерируемого газа из шахты, вытяжной трубой, дополнительной трубой, расположенной по оси корпуса газогенератора, приспособлением для розжига газогенератора, емкостью для жидкого топлива с газовой горелкой, отличающаяся тем, что приспособление для отвода генерируемого газа из шахты выполнено в виде двух патрубков с запорными клапанами, размещенных на шахте газогенератора и соединенных между собой газоводом, дополнительная труба размещена в слое топлива, причем нижний конец ее находится непосредственно над реакционной зоной, а верхний конец над слоем загружаемого топлива, приспособление для розжига газогенератора размещено внутри газовой горелки и выполнено в виде кольцеообразной емкости для фитиля, сообщающейся с емкостью для жидкого топлива.