Генератор инертного газа Советский патент 1990 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу, а именно к средствам для инертизации рудничной атмосферы при ликвидации пожаров в шахтах, рудниках, тоннелях.

Цель изобретения - повышение на - дежности и ресурса работы генератора

за. счет предотвращения прогорания сте - нок камеры сгорания.

На фиг, 1 изображен генератор инертного газа, вид, разрез; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1.

Генератор включает последовательно установленные воздуходувку 1, камеру

2 сгорания, камеру 3 охлаждения, а Также систему 4 подачи топлива в коллектор 5 с насадками и восгшакенитель 6 систему 7 подачи воды, систему 8 воспламенения топлива. Камера 2 сгорания вьшолнена в виде двух концент- ;рических труб 9 и 10, образующих коль- :цевую полость с установленным в ней (разделителем И потока. На выходе эта полость герметично закрыта стенкой jil2,.a на входе - днищем 13 с окнами 14 для подачи воздуха. Для прохода |воздуха в кольцевой полости разделитель; 11 потока и внутренняя (жаровая) 5труба 10 также снабжены окнами 15 и |16 и каналами для охлаждения (не обо- |значены). В центральном отверстии днища 13 установлен цилиндрический пат- jpydoK 17, на вхойе которого закреплен тош1ивный коллектор 5с насадками, а |на выходе - конусный стабилизатор 18 пламени. Кольцевая полость, образованная между внутренней поверхностью патрубка 17 и стабилизатором 18, равно- мерно разделена на каналы пр адольньми радиальными перегородками 19, каждая ;из которых наклонена к оси камеры под ;углом, образованным в результате ее поворота вокруг радиальной оси, лежащей в плоскости перегородки. Оптимальный угол поворота радиальных перегородок относительно продольной оси камеры находится в диапазоне 30-40 . Оптимальное отношение минимальной площади поперечного сечения кольцевой полости S J, к площади поперечного сечения камеры сгорания S удовлетворяет условию 0,7 1 0,5.

SK

Генератор работает следующим образом.

Воздух, подаваемый воздуходувкой 1, на входе в камеру сгорания 2 распределяется на два потока. Основная часть воздуха поступает в цилиндрический патрубок 17, куда впрыскивает- ся тй.кже ясидкое топливо из коллектора 5 с насадками. Капли топлива, попадая вместе с потоком воздуха в каналы, образованные с помощью продольных радиальных перегородок 19 в кольцевой полости между патрубком 17 и конусным стабилизатором 18, испаряются при попадании на поверхности перегородок 19 и стабилизатора 18, нагретых в результате теплового излучения от факела пламени, формирующегося в камере сгорания. Необходимый нагрев поверх

5 0 5о

5

0

45

50

55

ностей перегородок 19 обеспечивается их установкой под углом к продольной оси камеры, образованным в результате поворота перегородок вокруг радиальных осей. Оптимальный угрл наклона перегородок к продольной оси камеры находится в диапазоне 30-40 . При углах наклона менее 30° температура.по- верхности перегородок недостаточна для обеспечения необходимой степени испаренности топлива. При углах наклона более 40 происходит незначи- тельньцЧ рост- степени испаренности топлива,, однако существенно возрастает гидравлическое сопротивление камеры и происходит образование кокса на перегородках. Необходимый нагрев поверхности пламени стабилизатора 18 обеспечивается при оптимальном отношении минимальной площади поперечного сечения кольцевой полости между стабилизатором и патрубком S п к площади поперечного сечения камеры S ц сгорания, которое находится в пределах

0,5-0,7. При -- ;0,5 происходит не К значительное повышение степени испа-

ренности топлива, однако существенно возрастает гидравлическое сопротивление камеры. При -г- 0,7 температура Ь k

поверхности стабилизатора 18 недостаточна для эффективного испарения топлива. Остальная часть воздуха от воздуходувки 1, поступая через окна 1,4 в кольцевой канал.между наружной трубой 9 и разделителем потока 11 и далее через окна 15 в кольцевой канал между разделителем потока 11 и внутренней трубой 10, равномерно рхпажда- ет ее наружную поверхность, что способствует жаростойкости внутренней трубы камеры сгорания. Нагретый в результате теплообмена с внутренней трубой 10 воздух через окна 16 поступает внутрь камеры сгорания и, смешиваясь ,с основным потоком воздуха, способствует более полному испарению капель топлива и улучшает подготовку топливовоздушной смеси. Воспламенение этой смеси производится с помощью системы 8 воспламенения и воспламенителя 6 о Однородная топливовоздушная смесь сгорает в камере 2 сгорания на минимальной длине. В камере охлажде- ния 3 продукты сгорания охлаждаются водой, вспрыскиваемой в поток газа с

помощью системы 7, Охлажденная паро- газовая смесь с низким содержанием кислорода по трубопроводу или по гор- ным выработкам подается к очагу пожара.

Таким образом обеспечивается повышение надежности работы генератора при сохранении эффективной подготовки топливовоздушной смеси.

Формула изобретения

Генератор инертного газа, включающий воздуходувку, коллектор с насад- для подачи топлива, камеру сгот рания, на боковой поверхности которой вьшолнены каналы для охлаждения, а на входе установлено днище с центральным отверстием и размещенным в нем конусным стабилизатором пламени, камеру о.хлаждений, отличающийся тем, что, с целью повьшения на- дежности и ресурса работы Генератора за счет предотвращения прогорания стенок камеры сгорания, он снабжен цилиндрическим патрубком, установленным в отверстии днища с образованием кольцевой полости меяду ним и стабилизатором пламени, и продольными радиальными перегородками, размещенными в кольцевой полости и повернутыми вокруг своих радиальных осей на угол 30-40 относительно продольной оси камеры сгорания, причем отношение площади поперечного сечения кольцевой полости к площади поперечного сечения камеры сгорания составляет 0,5-0,7, при этом коллектор с насадками для топлива размещен внутри цилиндрического патрубка.

Изобретение относится к горному делу и предназначено для инертизации рудничной атмосферы при ликвидации пажаров в шахтах, рудниках, тоннелях. Цель изобретения - првышение надежности и ресурса работы генератора за счет предотвращения прогорания стенок камеры сгорания (КС). Генератор включает последовательно установленные воздуходувку 1, КС 2, камеру 3 охлаждения, а также систему 4 подачи топлива в коллектор 5 с насадками и воспламенитель 6, систему 7 подачи воды, систему 8 воспламенения топлива. При работе генератора воздух, подаваемый воздуходувкой 1, на входе в КС 2 распределяется на два потока. Основная часть воздуха поступает в КС 2 через цилиндрический патрубок (ЦП) 17, установленный в отверстии днища с образованием кольцевой полости между ним и стабилизатором 18 пламени. Остальной воздух поступает в КС 2 через окна 16, предварительно охлаждая наружную поверхность внутренней трубы 10. Для повышения надежности и ресурса работы КС 2 генератора в кольцевой полости между патрубком 17 и стабилизатором 18 пламени равномерно установлены продольные радиальные перегородки, повернутые вокруг своих радиальных осей на угол 30 - 40°, а отношение минимальной площади поперечного сечения кольцевой полости к площади поперечного сечения КС 2 принято в пределах 0,5 - 0,7. Топливовоздушная смесь поджигается с помощью воспламенителя 6. Продукты сгорания поступают в камеру 3 охлаждения, где их температура снижается распыленной водой. Охлажденная парогазовая смесь по трубопроводу или по горным выработкам подается в очагу горения. 2 ил.

(Риг. 1

Редактор С. Патрушева

Составитель Ис Федяева

-Техред М.Дидык Корректор О. Ципле

Заказ 3260

Тираж 376

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент, г, Ужгород, ул. Гагарина, lOl

Фаг. 2

Подписное