Генератор инертного газа Советский патент 1980 года по МПК E21F5/00 

Изобретение относится к горному делу а именно к средствам для предотвращения .взрывов или ручных пожаров, используемыз в угольной промышленности при ведении горно-спасательных .работ в шах- тах. .Известен генератор инертного газа по авт. св. № 315761, включаюший воздушно-реактивный двигатель для создания газового потока, эжекторный канал, систе му подачи топлива, устройство для подачи топлива, выполненное в виде коллектора с Насадками, камеру дожигания с водяной рубашкой и систему подачи воды и устройство для подачи воды для охлаждения и увлажнения газового потока И В известном Генераторе на охлаждение продуктов сгорания подается до 30 ч воды, причем испаряется и уносится с парогазовой смесью, имеющей температуру 90 С, не более ЗО-35%(9,5 ч), остальная вода не испаряется, поскольку парогазовая смесь находится в состоянии насыщения. Нагреваясь в процессе кон- вективного теплообмена с парогазовой смесью до 45-50 С, капли диспергированной воды попадают на стенки направляющего трубопровода, стекаЕрт в его нижнюю часть и далее на почву выработки. Недостатком известного генератора является большой расход охлаждающей воды. Кроме того, наличие большого количества неиспарившейся воды и конденсата на выходе из генератора затрудняет его эксплуатацию, в особенности при подаче парогазовой смеси по направляющему трубопроводу,- проложенному в наклонных вьфаботках по восстанию пласта, а также в горизонтальных выработках при использовании гибких вентиляционных труб. Целью изобретения является повышение эффективности работы генератора и снижение расхода воды на охлаждение продуктов сгорания за счет повторного использования неиспарившейся воды и конденсата.

Это достигается тем, что генератор инертного газа снабжен водоотдели- тельным устройством, выполненным в ввде cocтыкoвг нныx между собой диффузора и конфуэора, боковая поверхность ко торого выполнена перфорированной и заключена в кожух, образующий с конфу- зором кольцевую камеру, нижняя часть которой соединена посредством трубопро вода с системой подачи воды, при этом диффузор примыкает к камере дожиганияГ а водоотделительное устройство сна жено обтекателем, установленным внутри диффузора. На чертеже изображен генератор инерт иого газа в продольном разрезе. Генератор инертного газа содержит воздушно-реактивный двигатель 1, эжекторный канал 2, систему 3 подачи топлива, устройство 4 для подачи топлива, выполненное в виде коллектора с насадками, камеру 5 дожигания, снабженную водяной рубашкой 6, перфорированную воронку, которая образована решеткой 7, систему 8 для подачи воды и устройство 9 для подачи воды для охлаждения и увлажнения исходящего газового потока и водоотделительное устройство 1О, включающее диффузор 11, состыкованный с конфу зором 12 на боковой поверхности которого выполнена перфорация 13 и установлен кожух 14, образующий кольцевую камеру 15. Нижняя часть камеры 15 соединена трубопроводом 16 через струйный насос 17 с системой 8 подачи воды. В диффузоре 11 на пилонах установлен обтекатель 18, Работает генератор следующим образом. Выхлопные газы воздушно-реактивного двигателя 1 выбрасываются в эжектор- ный канал 2, подсасывают воздух из окружающей среды и перемешиваются с ним„ При этом образуется гааовоздуш- ная смесь, в, которую при помоши устройства 4 подается топливо, например керосин. Топливо в газовоздушной смеси испаряется, перемешивается с ней и . ,-, п поступает в камеру дожигания 5. В ка- . м« мере дожигания происходит сгорание топ- ливовоздущной смеси и образование инерт ной Газовой среды с низким содержанием кислорода. На выходе из сужающегося сопла камеры дожигания и продукты егорания с помощью устройства 9 подают воду, которая, испаряясь, охлаждает их, при этом образуется насьш1енная парогазовая смесь, имоюшая температуру 9О С

Насьшюнная парогазовая c.:ecь поступает в диффузор 11 водоотделительного устройства 10, расширяется в нем, что способствует выпадению влаги, и далее через конфузор 12 поступает на выход генератора. Капли диспергированной жид- кости, содержащейся в центральной части потока парогазовой смеси, отражаются обтекателем 18 на стенки водоотдели- тельного устройства 10, поступают через перфорацию 13, выполненную на боковой поверхности конфузора 12, в полость коль вой камеры 15, стекают в ее нижнюю часть, откуда по трубопроводу 16 с помошью струйного насоса 17 отводятся в систему 8 подачи воды для повторного использования на охлаждение продуктов сгорания. Наличие водоотдельного устройства позволяет собрать не испарившуюся воду и конденсат и отвести их в систему подачи воды для повторного использования при охлаждении продуктов сгорания предлагаемого генератора. Благодаря этому удается уменьшить расход воды из пожарооросительного трубопровода. Величину снижения расхода водь на охлаждение продуктов сгорания можно определить из уровнения теплового баланса количеств тепла, которое отводится в известном и предлагаемом генераторе путем конвективного теплообмена с диспергированной водой.. Для известного генератора Q-C G(.t.,-t..X где С - удельная теплоемкость воды, ккал/кг°С; G 30 - 9,5 20,5 м /ч -количестдиспергированной воды tw 50 с - конечная i ои С - конечная температура воды; Ь ц 20 С - начальная температура воды. В предлагаемом генераторе в результате повторного использования воды ее конечная темпе дтура может быть соизмерима с температурой парогазовой смеси, пj. -,о-, Принимая t., 8О С, получим Q--C-mUK-t Где hi - количество диспергированной предлагаемом генераторе, м V ч . Приравнивая выражение (1) и (2), получим VCm (t.,