Теплогенератор для импульсного горения

 

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности теплогенераторам для импульсного горения, и может быть использовано для импульсного сжигания газовоздушных смесей с получением газовой среды с большим содержанием азота и углекислого газа и низким содержанием кислорода и окислов азота, имеющей равномерное распределение температуры по объему, и обеспечивает непосредственный контакт продуктов сгорания с нагреваемой средой - водой или воздухом. Этот технический результат достигается тем, что в теплогенераторе для импульсного горения, содержащем бак-аккумулятор, заполненный теплоносителем (водой), с патрубками подвода и отвода воды, и нагревательное устройство с барботером, согласно изобретению камера сгорания нагревательного устройства выполнена в виде энергетического трубопровода, один из торцов которого заглушен, по его оси расположен патрубок подачи воздуха, частично заведенный внутрь трубопровода на расстояние l₁, на заданном расстоянии l₂ от глухого торца трубопровода перпендикулярно его оси расположен патрубок подачи газа, а на расстоянии l₃ от указанного торца, превышающем l₂, перпендикулярно оси трубопровода расположен запальник непрерывного действия, причем открытый торец трубопровода соединен с барботером, размещенным в баке-аккумуляторе ниже уровня воды, а в верхней части бака-аккумулятора установлен сбросный газоход. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области теплоэнергетики, в частности теплогенераторам для импульсного горения, и может быть использовано для импульсного сжигания газовоздушных смесей с получением газовой среды с большим содержанием азота и углекислого газа и низким содержанием кислорода и окислов азота, имеющей равномерное распределение температуры по объему.

Известен теплогенератор для импульсного горения, содержащий бак-аккумулятор, заполненный теплоносителем (водой), с патрубками подвода и отвода воды, и нагревательное устройство (см. RU 12224 U1, кл. F 24 Н 1/10, 16.12.1999), по совокупности существенных признаков изобретения принятый за ближайший аналог (прототип).

Недостатком устройства является необходимость применения системы клапанов для подачи газовоздушной смеси и сложной аппаратуры для управления их работой.

Технический результат, заключающийся в обеспечении непосредственного контакта продуктов сгорания с нагреваемой средой - водой или воздухом, обеспечивается за счет того, что в теплогенераторе для импульсного горения, содержащем бак-аккумулятор, заполненный теплоносителем (водой), с патрубками подвода и отвода воды, и нагревательное устройство с барботером, согласно изобретению камера сгорания нагревательного устройства выполнена в виде энергетического трубопровода, один из торцов которого заглушен, по его оси расположен патрубок подачи воздуха, частично заведенный внутрь трубопровода на расстояние l₁, на заданном расстоянии l₂ от глухого торца трубопровода перпендикулярно его оси расположен патрубок подачи газа, а на расстоянии l₃ от указанного торца, превышающем l₂, перпендикулярно оси трубопровода расположен запальник непрерывного действия, причем открытый торец трубопровода соединен с барботером, размещенным в баке-аккумуляторе ниже уровня воды, а в верхней части бака-аккумулятора установлен сбросный газоход.

Кроме того, для использования в качестве теплоносителя непосредственно продуктов сгорания открытый торец трубопровода выполнен в виде сопла.

На фиг.1 изображен общий вид теплогенератора; на фиг.2 - открытый торец трубопровода (камеры сгорания).

Длина энергетического трубопровода 1 значительно превышает его диаметр: L>>D.

Один торец трубопровода 1 (камеры сгорания) заглушен и в нем имеется расположенный по оси трубопровода 1 патрубок 2 подачи воздуха диаметром d₁. Длина части патрубка 2, расположенной внутри камеры сгорания, равна l₁. На расстоянии l₂ (l₂<) от глухого торца камеры сгорания перпендикулярно ее оси расположен патрубок 3 подачи газа диаметром d₂. На расстоянии l₃ от глухого торца камеры сгорания перпендикулярно ее оси расположен запальник 4 непрерывного действия (l₁<l<L).

Объем и геометрические параметры камеры сгорания известны и являются расчетной величиной в зависимости от рабочего давления газовоздушной смеси в подводящем газопроводе (200-500 мм вод.ст.). В верхней части бака-аккумулятора 6 установлен сбросный газоход 7.

Работает устройство следующим образом.

Предварительно бак-аккумулятор 6 с барботером 5 заполняются водой-теплоносителем до уровня выше верхних отверстий барботера 5.

Далее зажигается запальник 4 и одновременно подается в камеру сгорания газ и воздух.

Воздух, двигаясь вдоль оси камеры сгорания с большой скоростью, увлекает за собой газ, смешиваясь с ним и образуя горючую смесь. Двигаясь вдоль трубопровода 1, газовоздушная смесь достигает запальника 4 и воспламеняется. Расширяющиеся продукты сгорания выбрасываются через свободный торец трубопровода 1 и барботер 5 в воду бака-аккумулятора 6. Одновременно пламя, двигаясь в направлении от запальника 4 к глухому торцу камеры сгорания, дойдя до линии начала образования горючей смеси, самопроизвольно гаснет. Далее цикл повторяется. Таким образом, в камере сгорания образуется газовая подушка, препятствующая распространению пламени в газопровод и воспринимающая и смягчающая фронт ударной волны.

В барботере 5 происходит конденсация паров воды, образующихся при сгорании газа, а также активное перемешивание продуктов сгорания газа и сконденсированной воды с водой-теплоносителем. При этом вода-теплоноситель приобретает теплоту конденсации пара, тепло сконденсированной воды и тепловую энергию продуктов сгорания газа.

Отработанные, отдавшие тепловую энергию воде, продукты сгорания сбрасываются через сбросный газоход 7.

Для использования в качестве теплоносителя непосредственно продуктов сгорания газа камера сгорания после запальника делается удлиненной и заканчивается соплом 8 (см. фиг.2). Продукты сгорания выбрасываются при этом в обогреваемое помещение, одновременно создавая анаэробную среду (что необходимо, в частности, для сушки зерна и т.д.).

Формула изобретения

1. Теплогенератор для импульсного горения, содержащий бак-аккумулятор, заполненный теплоносителем (водой), с патрубками подвода и отвода воды, и нагревательное устройство с барботером, отличающийся тем, что камера сгорания нагревательного устройства выполнена в виде энергетического трубопровода, один из торцов которого заглушен, по его оси расположен патрубок подачи воздуха, частично заведенный внутрь трубопровода на расстояние l₁, на заданном расстоянии l₂ от глухого торца трубопровода перпендикулярно его оси расположен патрубок подачи газа, а на расстоянии l₃ от указанного торца, превышающем l₂, перпендикулярно оси трубопровода расположен запальник непрерывного действия, причем открытый торец трубопровода соединен с барботером, размещенным в баке-аккумуляторе ниже уровня воды, а в верхней части бака-аккумулятора установлен сбросный газоход.

2. Теплогенератор по п. 1, отличающийся тем, что открытый торец трубопровода выполнен в виде сопла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2