Теплогенератор пульсирующего горения

Авторы патента:

F23C15/00 - Устройства для сжигания жидкого, газообразного и пылевидного топлива (устройства для сжигания твердого топлива F23B; горелки, форсунки F23D, конструктивные элементы камер сгорания, не отнесенные к другим подклассам F23M; камеры сгорания для получения продуктов сгорания высокого давления или высокой скорости F23R)

Владельцы патента RU 2745230:

Общество с ограниченной ответственностью "Газпром трансгаз Казань" (RU)

Изобретение относится к теплогенератору пульсирующего горения для подогрева теплоносителя в системах отопления или подогрева технологического газа. Теплогенератор пульсирующего горения состоит из камеры сгорания с клапанно-смесительным устройством подготовки топливно-воздушной смеси и ее розжига, труб-резонаторов основного контура и цилиндрической камеры дополнительного резонирующего устройства и дымовой трубы с шумоглушителем. Теплогенератор пульсирующего горения снабжен турбодетандером, установленным на корпусе теплогенератора пульсирующего горения на выходе из цилиндрической камеры дополнительного резонирующего устройства и входе в дымовую трубу с шумоглушителем и состоящим из активной турбины с сопловым аппаратом на входе в рабочее колесо активной турбины и подшипниковыми опорами ротора активной турбины, причем привод электрогенератора турбодетандера содержит редуктор и гидромуфту, управляемую регулятором частоты вращения электрогенератора. Изобретение позволяет обеспечить автономным электропитанием собственных систем теплогенератора пульсирующего горения и тем самым надежную его эксплуатацию. 1 ил.

Заявляемый теплогенератор пульсирующего горения служит для подогрева теплоносителя в системах отопления или подогрева технологического газа.

Известна система пульсирующего горения, содержащая камеру сгорания, трубы-резонаторы, дымовую трубу и клапанно-смесительное устройство подготовки топливной смеси с запальным устройством (патент Российской Федерации № RU 2175422, дата приоритета 02.02.2001, опубл. 27.10.2001, бюл. №30).

Недостатком указанного аналога является наличие режимов работы «старт-стоп», когда при достижении заданного уровня температуры нагрева объекта происходит отключение теплогенератора пульсирующего горения с последующим его включением в работу при снижении температуры нагрева объекта.

Кроме того, к недостатку известного аналога относится его энергозависимость от систем снабжения электропитанием.

Известно также устройство подогрева технологического газа, выбранное заявителем в качестве прототипа, содержащее камеру сгорания с клапанно-смесительным устройством и трубами-резонаторами, причем цилиндрическая камера дополнительного резонирующего устройства выполнена коаксиально относительно теплообменника, размещенного коаксиально относительно камеры сгорания, при этом объем цилиндрической камеры дополнительного резонирующего устройства составляет от 50 до 200% от суммарного объема камеры сгорания с трубами-резонаторами. Такое выполнение теплогенератора пульсирующего горения обеспечивает широкий диапазон устойчивой работы при изменении нагрузки на теплогенератор для исключения режимов работы «старт-стоп» (патент Российской Федерации № RU 2702059, дата приоритета 09.11.2018, опубл. 03.10.2019, бюл. №28).

Недостатком этого аналога, принятого за прототип, также является его энергозависимость от систем снабжения электропитанием для обеспечения нормального функционирования систем розжига, контроля и регулирования теплогенератора пульсирующего горения.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является обеспечение автономным электропитанием собственных систем теплогенератора пульсирующего горения и, тем самым, обеспечение надежной его эксплуатации.

Поставленная задача достигается тем, что в известном теплогенераторе пульсирующего горения, состоящем из камеры сгорания с клапанно-смесительным устройством подготовки топливно-воздушной смеси и ее розжига, труб-резонаторов основного контура и цилиндрической камеры дополнительного резонирующего устройства и дымовой трубы с шумоглушителем, согласно предложенному техническому решению теплогенератор пульсирующего горения снабжен турбодетандером, установленным на корпусе теплогенератора пульсирующего горения на выходе из цилиндрической камеры дополнительного резонирующего устройства и входе в дымовую трубу с шумоглушителем, и состоящим из активной турбины с сопловым аппаратом на входе в рабочее колесо активной турбины и подшипниковыми опорами ротора активной турбины, причем привод электрогенератора турбодетандера содержит редуктор и гидромуфту, управляемую регулятором частоты вращения электрогенератора.

Теплогенератор пульсирующего горения изображен на фиг.

Теплогенератор пульсирующего горения состоит из камеры сгорания 1 с клапанно-смесительным устройством 2 в составе обратных клапанов подачи воздуха 3 и газа 4 с узлом 5 розжига топливно-воздушной смеси, труб-резонаторов 6 основного контура и цилиндрической камеры 7 дополнительного резонирующего устройства, и дымовой трубы 8 с шумоглушителем 9. Подвод топлива в клапанно-смесительное устройство 2 организован по каналу 10, а забор воздуха - через полость 11 теплогенератора и воздушную трубу 12. В узле 5 производится розжиг топливно-воздушной смеси, которая попадает в камеру сгорания 1. Вход и выход теплоносителя в теплогенератор обозначен стрелками 13 и 14 соответственно.

На выходе из камеры сгорания 1 установлены трубы-резонаторы 6 основного контура резонирования и цилиндрическая камера 7 дополнительного резонирующего устройства. На выходе 15 цилиндрической камеры 7 к корпусу 16 теплогенератора крепится турбодетандер 17, выход 18 из которого соединен со входом в дымовую трубу 8.

Турбодетандер 17 состоит из активной турбины 19 с сопловым аппаратом 20 на входе в рабочее колесо 21 и подшипниковых опор 22. Ротор 23 активной турбины 19 через редуктор 24 и гидромуфту 25 соединен с электрогенератором 26. Регулятор 27 частоты вращения электрогенератора 26 обеспечивает заданную частоту вращения путем изменения скольжения гидромуфты 25.

Теплогенератор пульсирующего горения работает следующим образом. При подаче топлива и воздуха через обратные клапаны 4 и 3 в клапанно-смесительном устройстве 2 происходит розжиг топливно-воздушной смеси в узле 5 и последующее ее горение в камере сгорания 1. Процесс горения в камере сгорания 1 и движение продуктов сгорания по трубам-резонаторам 6 основного контура и цилиндрической камере 7 дополнительного резонирующего устройства имеет пульсирующий характер (эффект резонатора Гельмгольца) с частотами 100…120 Гц. При этом за счет цилиндрической камеры 7 дополнительного резонирующего устройства процесс горения происходит непрерывно без режимов «старт-стоп». В цикле горения в камере сгорания 1 продукты сгорания через сопловый аппарат 20 направляются на рабочее колесо 21 активной турбины 19 турбодетандера 17, производя на ней работу. Вращение рабочего колеса 21 и соответственно ротора 23 через редуктор 24 и гидромуфту 25 передается на электрогенератор 26. В цикле всасывания в камеру сгорания 1 за счет разрежения в ней идет ее наполнение через обратные клапаны 3 и 4 и дымовую трубу 8. При этом поток воздуха из дымовой трубы 8, проходя через рабочее колесо 21, также совершает определенную добавочную работу на активной турбине 19.

Для обеспечения заданной частоты вращения электрогенератора 26 регулятор частоты вращения 27 воздействует на гидромуфту 25 путем изменения ее скольжения за счет изменения расхода рабочей жидкости через нее.

Теплогенератор пульсирующего горения, состоящий из камеры сгорания с клапанно-смесительным устройством подготовки топливно-воздушной смеси и ее розжига, труб-резонаторов основного контура и цилиндрической камеры дополнительного резонирующего устройства и дымовой трубы с шумоглушителем, отличающийся тем, что теплогенератор пульсирующего горения снабжен турбодетандером, установленным на корпусе теплогенератора пульсирующего горения на выходе из цилиндрической камеры дополнительного резонирующего устройства и входе в дымовую трубу с шумоглушителем и состоящим из активной турбины с сопловым аппаратом на входе в рабочее колесо активной турбины и подшипниковыми опорами ротора активной турбины, причем привод электрогенератора турбодетандера содержит редуктор и гидромуфту, управляемую регулятором частоты вращения электрогенератора.

Заявляемое изобретение относится к физике сильных ударных волн, физике горения и взрыва и может быть использовано для инициирования ударных волн, распространяющихся со скоростью более 11 км/с.

Горелочное устройство для сжигания нефти // 2743671

Изобретение относится к области энергетики. Горелочное устройство содержит цилиндрический корпус в виде стакана с соплом, выполненным в верхнем торце корпуса, паровую форсунку, вмонтированную в дно корпуса, для подачи перегретого водяного пара вертикально вверх, воздухоподводящие отверстия, выполненные на цилиндрическом корпусе вблизи дна, паропровод и топливопроводящую трубку, конец которой расположен в непосредственной близости от выходного отверстия паровой форсунки.

Способ экологически чистой растопки котлов на генераторном газе с применением муфельного предтопка // 2742854

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для растопки паровых и водогрейных котлов. Способ безмазутной растопки котлов на генераторном газе с применением муфельного предтопка включает в себя применение пылеугольной аэросмеси для растопки и подсветки твердотопливных котлов.

Горелка вихревая противоточная // 2740240

Изобретение относится к области энергетики. Горелка вихревая противоточная для утилизации газообразных отходов содержит камеру сгорания, имеющую цилиндрическую или конусообразную форму внутреннего корпуса, сопло для выхода продуктов сгорания, расположенное на передней стенке камеры сгорания, устройство подачи топлива, обеспечивающее подачу топлива внутрь камеры сгорания, запальное устройство и завихритель, через который подают газообразные отходы и окислитель, расположенный на боковой поверхности камеры сгорания у ее передней стенки.

Устройство для сжигания твердого топлива в пульсирующем потоке // 2737256

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для сжигания вторичных твердых углеводородных материалов, например отработанных шин или резинотехнических изделий, с целью утилизации горючих отходов.

Блок подогрева технологического газа // 2734669

Изобретение относится к области энергетики. Блок подогрева технологического газа состоит из теплообменника для нагрева технологического газа с использованием промежуточного жидкого теплоносителя и двух и более теплогенераторов пульсирующего горения для подогрева жидкого теплоносителя, размещенных в общей емкости жидкого теплоносителя.

Устройство источника тепла и способ использования серебросодержащего цеолита // 2734626

Предложено устройство источника тепла, использующее теплоту каталитической реакции в качестве источника тепла в промышленности. Устройство 100 источника тепла, использующее теплоту каталитической реакции серебросодержащего цеолита 1, содержит вмещающий контейнер 10 для размещения серебросодержащего цеолита 1 с обеспечением воздухопроницаемости, при этом вмещающий контейнер 10 выполнен с возможностью продувки смешанным газом G, содержащим водород, пар и воздух.

Способ и горелка для нагрева печи для обработки металла // 2733614

Изобретение относится к горелке (10) и к способу нагрева печи (40), используемой для обработки металла путем сжигания в указанной печи (40) топлива в результате подачи в печь (40) окисляющего газа по линии (20) подачи окисляющего газа и подачи в печь (40) топлива по линии (30) подачи топлива, причем окисляющий газ подают в виде центрального потока (24) окисляющего газа вместе с первым кольцевым потоком (25) защитного газа, при этом скорость центрального потока (24) окисляющего газа выше, чем скорость первого кольцевого потока (25) защитного газа и/или топливо подают в виде центрального потока (34) топлива вместе со вторым кольцевым потоком (35) защитного газа, при этом скорость центрального потока (34) топлива выше, чем скорость второго кольцевого потока (35) защитного газа.

Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в топливосжигающее устройство // 2731462

Изобретение относится к способам обработки углеводородного топлива, используемого в различного рода энергетических установках. Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в топливосжигающее устройство заключается в том, что осуществляют активацию газообразного топлива в ионизаторе газообразного топлива, установленном на трубопроводе подачи газообразного топлива в топливосжигающее устройство, осуществляют активацию воздуха в ионизаторе воздуха, установленном на трубопроводе подачи воздуха в топливосжигающее устройство, причем активацию газообразного топлива и воздуха, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и ионизаторе воздуха, осуществляют путем воздействия на топливо и воздух коронным электрическим разрядом, при этом коронный разряд создают разрядниками, а подачу напряжения на клеммы электродов разрядников ионизаторов газообразного топлива и коронный разряд создают между электродами разрядников, при этом подачу напряжения на клеммы электродов ионизаторов газообразного топлива и воздуха осуществляют от двух источников высокого напряжения, один из которых подключают к клеммам электродов разрядника ионизатора газообразного топлива, а другой - к клеммам электродов разрядника ионизатора воздуха, при этом на клеммы электродов разрядников ионизаторов газообразного топлива и воздуха подают различные напряжения, которые регулируют при формировании коронных разрядов, соответственно в ионизаторах газообразного топлива и воздуха, из условия получения максимальных токов ионизации пламени, причем величину напряжения, создаваемого источниками высокого напряжения на клеммах электродов разрядников в ионизаторах газообразного топлива и воздуха осуществляют с помощью процессора управления, подключенного к датчику ионизации пламени.

Топочное устройство // 2728581

Изобретение относится к топочным устройствам сушильных и нагревательных печей, работающих на газообразном или жидком топливе. Топочное устройство содержит корпус и коаксиально установленную в нем камеру сгорания с образованием зазора между ними, горелочный узел.