Генератор инертных газов Советский патент 1984 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам, прелназначенным для .тушения подземных пожа ров и предупреждения взрьшов горючих газов при пожарах, и может быть использовано при ведении горне пacaтельных работ в шахтах, рудниках, тоннелях. Известна установка для получения парогазовой смеси, включа1 щая воздуходувку, системы подачи топлива и воды, камеру сгорания,- выполненную в виде двух концентрических труб кольцевая полость между которыми раз делена перегородками на двухвходовые каналы, в которые подается топливо и воздуХ|.11ри движении по каналам топливо нагревается и частично испаряется за счет теплоотдачи из зоны горения. Парообразная топливовоздушная смесь.поступает из каналов внутрь камеры сгорания Ц. Недостатком данной установки является большое сопротивление камеры сгорания, обусловленное тем, что каналы имеют постоянную по длине площадь поперечного сечения, а следовательно, движение в них топливовоздушной смеси происходит с ускорением. Наиболее близким к изобретению является генератор инертных газов, включающий воздуходувку, системы подачи топлива и воды, камеру сгорания выполненную в виде двух концентрических труб, кольцевая полость между которыми разделена перегородками на двухходовые каналы, имеющие увеличиваюмуюся по длине площадь проходного сечения. Каналы на входе перекрыты днищем а на выходе - стенкой и снабжены окнами для подвода топлива и воздуха, а также для отвода топливoso3душной смеси. Подвод топлива и воздуха производится в каналы прямого со стороны днища камеры сгорания. Пройдя по каналу до задней стенки, топливовоздушная смесь разворачиваетс я на 180 и поступает в расположенный рядом (смежный) канал обратного хода, движется по нему в обратном направлении в сторону днища и через окна, выполненные во внутренней трубе, поступает внутрь камеры сгорания. При движении по каналам топливовоздушная смесь отбирает тепло с поверхности внутренней трубы камеры сгорания 2 Недостаток известной установки высокие температурные напряжения, возникающие во внутренней трубе каме ры сгорания вследствие чередования каналов прямого и обратного хода, имеющих существенно разную температуру. В каналы прямого хода поступает жидкое топливо и воздух при средних температурах 15-20 С, а из каналов обратного хода выходит парообраз ная топливовоздушная смесь при. 250-300 С, Кроме того, различны и условия теплоотдачи в каналах, так как изменение площади поперечного сечения каналов достигается увеличением ширины каналов по ходу движения газа. В результате этого площадь теплоотдающей поверхности кана- , лов прямого хода, а следовательно, и теплоотдача в нем, меньше, чем у каналов обратного хода. Резкие перепады температур в чередующихся -по всему периметру камеры сгорания каналах прямого и обратного хода приводят к короблению теплоотдакяцей поверхности внутренней трубы камеры, потере механической прочности, появлению трещин, что в конечном итоге сокращает срок службы генератора. Целью изобретения является повышение срока службы генератора за счет снижения температурных напряжений внутренней трубы камеры сгорания, Поставленная цель достигается тем, что генератор инертных газов, включающий воздуходувку, камеру сгорания, выполненную до ее сужающейся части в виде двух концентрических труб, образующих кольцевую полость, герметично закрытую на входе днищем с окнами для подачи воздуха, а на выходе - стенкой и разделенную перегородками на каналы, совмещенные с окнами для отвода топливовоздушной смеси во внутренней трубе, и системы подвода топлива и воды, снабжен разделителем псэтока, выполненным в виде усеченного конуса, установлен- . ного в кольцевой полости между трубами и разделяющего ее на внутренний и наружный контуры, при этом каналы размещены во внутреннем контуре, причем со стороны суженной части разделитель потока выполнен с окнами для подвода топлива и воздуха в каналы внутреннего контура, а окна в днище совмещены с наружным контуром. Выполнение разделителя потока в виде конуса, расширяющегося по ходу движения топливовоздушной смеси обеспечивает постоянство скорости ее течения в каналах в процессе испарения топлива при неизменной площади теплоотда;ющей поверхности. Благодаря этому достигаются идентичные газодинамические и тепловые условия течения газа в каналах по всему периметру камеры сгорания на любом отрезке ее длины. А следовательно, не возникает температурных напряжений между смежными кан-алами, коробления и разрушения внутренней трубы камеры, повышается срок службы генератора. На фиг. 1 изображен генератор инертного газа, общий вил/ на фиг.2 развертка кольцевой полости между трубами. Генератор включает воздуходувку в качестве которой использован шахт ный вентилятор местного проветривания, камеру сгорания 2, систему топлиаопитания 3 и систему 4 подачи воды. Камера сгорания до .ее сужающейся части 5 состоит хз двух концентрических труб - внутренней б и наружной 7. В кольцевой полости мшс ду трубами установлен разделитель потока 8, которым кольцевая полость разделена на два контура - внутренний 9 и наружный 10. Со второны суженной части разделителя потока 8 выполнены окна 11 для .подвода топли «ва из CKCTeNBJ 3 насадками 12 и воздуха во внутренний контур 9, разделенный продольными перегородками 13 на каналы 14. Отводится топливо из каналов через окна 15, выполненные во внутренней трубе 6. Полость между трубами перекрыта на выходе стенкой 16, а на входе - днищем 17. По контуру днища выполнены окна 18, совмещенные с наружным контуром 10 для подачи в него воздуха. В центре днища установлен воспламенитель топлива 19, а вокруг него - патрубки 20 для подачи воздуха непосредственно в камеру сгорания. Генератор работает следующим образом. Воздух с полющью воздуходувки 1 подается к днищу 17 камеры сгорания Часть воздуха проходит через патруб ки 2р непосредственно в-камеру, осУ ///f //

0/7 у

Г7

N

/5 /5 / / / тальное направляется через окна 18 в наружный контур 10, откуда через окна 11 поступает в продольные кгшалы 14 внутреннего контура 9, Скща же из системы топливопитания 3 насадками 12 впрыскивается топливо. Топливо и воздух при движении по .каналам 14 -охлаждают поверхность внутренней трубы б камеры сгорания 2, перемиииваются, образуют парообразную топлиВОВоздушную смесь, которая через окна 15 поступает внутрь камеры сгфания. Здесь топливовоздушная смесь обогащается воздухом, поступающим через патрубки 20, и поджигается воспламенителем 19 Так как топливовоздушная смесь поступает в каждый из каналов 14 при одинаковой температуре, причеМ каналы имеют одинаковую площадь теплоотдающей поверхности теплообмен в каналах протекает при одинаковых условиях, а следовательно, исключаются температурные напряжения в теплоотдающей поверхности, что обеспечивает повышение срока службы генератора по сравнению с известными. На выходе из камеры продукты сгорания охлаждаются водой, которая впрыскивается в поток газа из системы 4 поддчи воды. Охлажденная парогазовая смесь по трубопроводу или по горным выработкам направляется к очагу го- рения. I , . . : , . Предложенная конструкция генератора инертных газов является более надежной и долговечной по сравнению с известными при использовании для тушения пожа-ров.

ГЕНЕРАТОР ИНЕРТНОГО ГАЗА, включающий воздуходувку, камеру сгорания, выполненную до ее сужающейся части в виде двух концентрично установленных труб, образующих кольцевую полость, герметично закрытую на входе днищем с окнами для подачи воздуха, а на выходе - стенкой и разделенную продольными перегородками fS 7 1 rv:ji; j II г VK...y.,V;,v « G( .-i.. на каналы, совмещенные с окнами для отвода топливовоздушной смеси но внутренней трубе , и системы подвода топлива и воды, отличающийся тем, что, с целью увеличения срока службы генератора за счет снижения температурных напряжений внутренней трубы камеры сгорания, он снабжен разделителем потока, выполненным в виде усеченного конуса, установленного в кольцевой полости между трубами и разделяющего ее на внутренней и наружный контуры, при зтом каналы размещены во внутреннем контуре, причём со стороны суженной части разделитель потока выполнен . с окнами для подвода топлива и воздуха в каналы внутреннего конту(Л ра, а окна в днище совмещены с наружным контуром. срил 1