Теплогенератор Советский патент 1992 года по МПК F24H3/12 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к теплогенераторам, и может быть использовано в устройствах для нагрева воздуха, предназначенных для обогрева и сушки помещений, материалов, покрытий и других процессов,

Известны нагреватели аналогичного значения, содержащие нагнетатель воздуха, нагнетатель топлива, теплогенератор и системы подвода топлива и воздуха к теплогенератору и горячего газа к нагреваемому объекту.

Тепловая мощность таких топливных воздухонагревателей определяется количеством подведенных в камеру сгорания теплогенератора топлива и воздуха. Так как при стехиометрическом или близком к сте- хиометрическому соотношении компонентов, обеспечивающем наиболее высокую полноту сгорания топлива, воздуха подводится значительно больше, чемтоплива,и на нагнетание воздуха тратится значительно большие энергии, то максимальная тепловая мощность нагревателя находится в прямой зависимости от предельной мощности нагнетателя воздуха.

Известно также устройство, в котором количество горячего газа, подводимого к нагреваемому объекту, определяется не только мощностью нагнетателя воздуха, но и расходом газов через эжектор, установленный на сопловой части/, камеры сгорания. Входной коллектор эжектора снабжен патрубками подвода технологических газов и наружного воздуха. В смесительной камере эжектора происходит догорание горючих веществ, содержащихся в технологических газах, в результате чего тепловая мощность теплогенератора повышается. Однако дожигание горючих, содержащихся в технологических газах, скорее всего преследует экологические цели, а увеличение тепловой мощности теплогенератора незначительное.

Цель изобретения - повышение тепловой мощности теплогенератора без увеличения мощности нагнетателя воздуха.

Для достижения этой цели теплогенератор, содержащий нагнетатель воздуха, нагнетатель топлива и камеру сгорания с подключенным к соплу камеры эжектором, содержит топливный коллекторе форсунками, размещенный во входной части эжектора и сообщенный с нагнетателем топлива, и устройства стабилизации пламени, размещенные в эжекторе ниже по потоку от топливного коллектора, при этом форсунки топливного коллектора ориентированы в направлении сопла камеры сгорания, а в

сопле камеры сгорания под углом к продольной оси сопла выполнены отверстия.

Новым в техническом решении является применение топливного коллектора во

входной части эжектора. Топливо подводится, таким образом, не только в камеру сгорания, но и.в эжектор, засасывающий наружный воздух. Следовательно, при сжигании топлива в эжекторе повышается об0 щее количество высокотемпературного газа, генерируемого в воздухонагревателе. В предлагаемом устройстве за счет сжигания в эжекторе топлива достигается но5 вый положительный результат: повышается тепловая мощность теплогенератора без увеличения подачи сжатого воздуха. Поэтому в предлагаемом техггическом решении применен не просто эжектор для перемеши0 вания продуктов сгорания с эжектируемым воздухом, а дополнительная камера сгорания, в которую подводятся топливо и атмосферный воздух, при этом подвод воздуха осуществляется по принципу эжекции по5 средством высокотемпературных газовых струй, истекающих из сопла основной камеры сгорания, Для улучшения распыла и сме- сееобразования форсунки, размещенные на топливном коллекторе, ориентированы в

0 сторону сопла основной камеры сгорания. Так как при работе сопло камеры сгорания имеет высокую температуру, то происходит интенсивное испарение топлива, подаваемого на горячие наружные стенки сопла, что

5 способствует более высокой полноте сгорания топлива в эжекторе. А истекающие из наклонных отверстий сопла струи высокотемпературного газа являются эффективны- мих аэродинамическими стабилизаторами

0 для горения топлива в эжекторе и источником тепла для воспламенения топливо-воздушной смеси в эжекторе.

На чертеже изображена схема теплогенератора, продольный разрез.

5 Теплогенератор содержит камеру 1 сгорания с выходным соплом 2 и эжектор 3. Выходное сопло 2 заведено в полость эжектора 3. К камере 1 сгорания подсоединены воздухопровод 4 для подвода сжатого воз0 духа от нагнетателя (не показан) и топливный коллектор 5, подводящий жидкое топливо к форсункам 6. В полости эжектора 3 вокруг выходного сопла 2 размещены дополнительные форсунки 7, подключенные к

5 топливному коллектору 5, В боковых стенках выходного сопла 2 имеются отверстия 8, направленные под углом к его продольной оси, а дополнительные форсунки 7 наклонены в сторону отверстий 8.

При работе теплогенератора впрыски- ваемое форсунками 6 в камеру 1 сгорания

жидкое топливо смешивается с подводимым по воздухопроводу 4 сжатым воздухом и сгорает; высокотемпературные газы истекают из камеры сгорания с высокой скоростью через выходное сопло 2 и через отверстия 8 в боковых стенках сопла 2, при этом стенки con/la нагреваются. Эжектор 3 представляет собой дополнительную камеру сгорания, в которую жидкое топливо из коллектора 5 впрыскивается форсунками 7, а воздух для сгорания топлива вводится в полость эжектора по принципу эжекции посредством высокоскоростных газовых струй, истекающих из выходного сопла 2 камеры 1 сгорания. Для улучшения распыла и смесеобразования дополнительные форсунки 7 наклонены в сторону отверстий 8 в боковых стенках выходного сопла 2. Так как при работе боковые стенки сопла 2 имеют высокую температуру, то происходит интенсивное испарение топлива, подаваемого форсунками 7 на горячие наружные стенки сопла 2, что способствует высокой полноте сгорания топлива. Истекающие из наклонных отверстий 8 струи высокотемпературного газа являются источником тепла для воспламенения топливо-воздушной смеси и аэродинамическими стабилизаторами для стабилизации пламени в эжекторе. Получаемые в теплогенераторе высокотемпературные газы затем подаются к нагреваемому объекту.

Применение высоконапорного нагнетателя воздуха (компрессора) позволяет получить высокий коэффициент эжекции:

количество эжектируемого воздуха может в несколько раз превышать количество получаемого в основной камере 1 сгорания эжектирующего газа. Следовательно, тепловая мощность теплогенератора может быть повышена соответственно во столько же раз без увеличения мощности нагнетателя воздуха. При этом полный напор высокотемпературных газов остается достаточным для подачи этих газов к нагреваемому объекту.

Формула изобретения 1. Теплогенератор, содержащий подключенную к нагнетателю воздуха и топливному коллектору камеру сгорания с форсунками и выходным соплом, заведенным в полость эжектора, отличающий с я тем, что, с целью повышения тепловой мощности без увеличения мощности нагнетателя, он содержит стабилизатора пламени, размещенный в выходном сопле камеры сгорания, и дополнительные форсунки, под- ключенные к топливному коллектору и установленные в полости эжектора вокруг упомянутого выходного сопла.

2.Теплогенератор по п.1, о т л и ч а ю- щ и и с я тем, что стабилизатор пламени

выполнен в виде системы отверстий в боковых стенках выходного сопла камеры сгорания, направленных под углом к его продольной оси.

3.Теплогенератор по пп.1 и 2, о т л и- чающийся тем, что дополнительные

форсунки наклонены в сторону упомянутых отверстий стабилизатора пламени.

Использование: для получения газообразного теплоносителя. Во входную часть эжектора (Э) 3 от нагнетателя к коллектору 5 подводится топливо (Т), выбрасываемое через форсунки 6 в сторону наружной стенки сопла (С) 2. При работе камеры 1 сгорания Топливо наружные стенки С 2 нагреваются, поэтому происходит интенсивное испарение Т и подогрев топливо-воздушной смеси. Истекающие из наклонных отверстий 8 струи высокотемпературного газа являются источником тепла для воспламенения топливо-воздушной смеси в Э 3 и аэродинамическими стабилизаторами для стабилизации пламени в Э 3. Генерируемые в воздухонагревателе высокотемпературные газы затем подаются к нагреваемому объекту. Стенки С 2 и истекающие из С 2 струи имеют высокую температуру, поэтому в Э 3 происходит сгорание Т с высокой полнотой, что снижает содержание вредных веществ в продуктах сгорания и повышает тепловую мощность теплогенератора. 1 ил., 2 з.п. ф-лы. сл С ч сл QS ю со