Номер инновационного патента: 24280

Опубликовано: 15.07.2011

Авторы: Тулегенов Нурлан Бегалиевич, Сухоруков Сергей Николаевич

Скачать PDF файл.

Формула / Реферат

Изобретение относится к конструкции печи для сжигания топлива, предпочтительно твердого, и может быть широко использовано в качестве промышленной тепловой установки с использованием топлива, как высокого, так и низкого качества, и обеспечивающей высокие экологические требования.
Печь, содержит топку со сферическим сводом и камеру дожига, стенки которых выполнены из теплопроводного и термостойкого материала, колосниковую камеру с колосниками, теплообменники и дымоход с дымовой трубой, причем камера дожига выполнена вихревой и содержит два конусообразных элемента, установленных соосно и, направленных вершинами друг к другу, один из которых нижний установлен на поду камеры дожига, а верхний выполнен перфорированным, и закреплен к своду камеры, печь снабжена каналом подачи вторичного воздуха, установленного с возможностью подачи воздуха на нижний конусообразный элемент, теплообменники установлены вокруг камеры дожига, колосники установлены под углом 15-30° к горизонтали, а в дымовой трубе установлены заслонки.
Новая конструкция печи обеспечивает повышение эффективности сжигания топлива, с увеличением температуры в камере дожигания и снижение в отходящих газах токсичных выбросов.

Текст

Смотреть все

(51) 24 1/189 (2010.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ теплопроводного и термостойкого материала,колосниковую камеру с колосниками,теплообменники и дымоход с дымовой трубой,причем камера дожига выполнена вихревой и содержит два конусообразных элемента,установленных соосно и, направленных вершинами друг к другу, один из которых нижний установлен на поду камеры дожига, а верхний выполнен перфорированным, и закреплен к своду камеры,печь снабжена каналом подачи вторичного воздуха,установленного с возможностью подачи воздуха на нижний конусообразный элемент, теплообменники установлены вокруг камеры дожига, колосники установлены под углом 15-30 к горизонтали, а в дымовой трубе установлены заслонки. Новая конструкция печи обеспечивает повышение эффективности сжигания топлива, с увеличением температуры в камере дожигания и снижение в отходящих газах токсичных выбросов.(72) Сухоруков Сергей Николаевич Тулегенов Нурлан Бегалиевич(73) Тулегенов Нурлан Бегалиевич Сухоруков Сергей Николаевич(57) Изобретение относится к конструкции печи для сжигания топлива, предпочтительно твердого, и может быть широко использовано в качестве промышленной тепловой установки с использованием топлива, как высокого, так и низкого качества, и обеспечивающей высокие экологические требования. Печь, содержит топку со сферическим сводом и камеру дожига, стенки которых выполнены из 24280 Изобретение относится к конструкции печи для сжигания топлива, предпочтительно твердого, и может быть широко использовано в качестве промышленной тепловой установки,с использованием топлива, как высокого, так и низкого качества, и, обеспечивающей высокие экологические требования. Наиболее близким изобретением к предлагаемому является печь Михеенко,содержащая топку со сферическим сводом,колосниковую камеру с колосниками, поддувало,камеру дожига,теплообменную камеру с теплообменниками, дымоход с трубой, причем топка посредством канала для выхода топочных газов сообщена с камерой дожига, а нижний конец теплообменной камеры сообщен дымоходом с дымовой трубой. Стенки топки и камеры дожига выполнены из теплопроводного и термостойкого материала (пат.22434 50, кл. 24 9/00, 24 13/00, 24 1/46, оп. 27.12.2004 г.). Недостатки известного устройства заключаются в неэффективном сжигании топлива,т.к. конструкция камеры дожига не позволяет достичь высоких температур. Кроме того, отходящие газы содержат существенное количество остатков горючих веществ. Задачей изобретения является разработка конструкции печи для сжигания топлива,обеспечивающей повышение эффективности сжигания топлива, с увеличением температуры в камере дожигания, и снижении в отходящих газах токсичных выбросов. Для достижения указанного технического результата в конструкции печи, содержащей топку со сферическим сводом и камеру дожига, стенки которых выполнены из теплопроводного и термостойкого материала, колосниковую камеру с колосниками, теплообменники и дымоход с дымовой трубой, согласно изобретения, камера дожига выполнена вихревой и содержит два конусообразных элемента, установленных соосно и направленных вершинами друг к другу, один из которых нижний установлен на поду камеры дожига, а верхний конусообразный элемент выполнен перфорированным и закреплен к своду камеры, печь снабжена каналом подачи вторичного воздуха, установленного с возможностью подачи воздуха на нижний конусообразный элемент,теплообменники установлены вокруг камеры дожига, колосники установлены по углом 15-30 к горизонтали, а в дымовой трубе установлены заслонки. В предлагаемой конструкции печи камера дожига выполнена вихревой и содержит два конусообразных элемента, установленных соосно и,направленных вершинами друг к другу, что обеспечивает максимально эффективное смешивание потока раскаленных газов из топки. Подача вторичного воздуха на нижний элемент закручивает поток и также способствует его смешиванию, за счет чего, газ интенсивно разогревает всю внутреннюю поверхность вихревой камеры до максимальных величин температур 2 выше 1500 С, при которых происходит полное выгорание недогоревших в топке мелких частиц пыли и газифицированной части топлива. Верхний конусообразный элемент, выполненный перфорированным, сильно разогревается, т.к. в отверстия конуса попадает горючий газ, что обеспечивает его быстрый нагрев. Этому способствует также равномерное разделение потока конусом. При этом на его раскаленной поверхности выгорают оставшиеся частицы смолы, пыли, сажи. Шамот стенок раскаляется добела, эффективно излучает энергию в инфракрасном спектре с получением терморадиационного эффекта. Конфигурация печи,с установлением теплообменников вокруг камеры дожига, позволяет применить теплообменник значительных габаритов,что обеспечит эффективность работы печи. За счет значительной и эффективной площади теплообменной камеры температура выходящих газов низка, что дает возможность применения в качестве материала выхлопных газоотводов недорогие асбоцементные трубы, и, следовательно,намного удешевляет монтаж и делает печь надежной и пожаробезопасной. Выполнение в колосниковой камере колосников под углом 15-30 к горизонтали позволяет увеличить эффективность горения, т.к. в этом случае горение осуществляется снизу вверх, что улучшает его условия, особенно в случае использования влажного сырья. В дымовой трубе предлагаемой конструкции печи установлена регулирующая заслонка для регулирования подпора газов в печи и,соответственно,общей динамики системы. Динамический подпор газов, в свою очередь,способствует развитию очень высокой рабочей температуры, свыше 1500 С, что позволяет использовать любое доступное топливо. Появляется возможность многократного увеличения мощности потока газов, за счет увеличения тяги печи, эффекта газового теплового насоса, разницы температур в топке и холодной области теплообменников. На прилагаемых чертежах изображен общий вид заявленной печи - фиг. 1 и вид на топку со сферическим сводом - фиг. 2. Печь состоит из топки 13 со сферическим сводом 5, футерованной шамотным кирпичом, и,снабженной дверцей 2. Колосниковая камера 16 имеет колосники 3, установленные под углом 1530 С к горизонтали и дверцу 1 с регулирующими заслонками. Вихревая камера дожига 12, стенки которой выполнены из шамота, содержит установленный на поду 19 нижний конусообразный элемент 7,выполненный из шамота,и верхний конусообразный перфорированный элемент 9 с калиброванными отверстиями из тугоплавкой нержавеющей стали. Нижний конусообразный элемент 7 и верхний конусообразный элемент 9 установлены соосно и направлены вершинами друг к другу. Горячий воздух из топки 13 подается в камеру дожига 12 через канал 23. 24280 Канал подачи вторичного воздуха 10 установлен для подачи воздуха на нижний конусообразный элемент 7 к его основанию. Камера дожига 12 имеет выход в теплообменную камеру 17 с теплообменниками 6, установленными вокруг камеры дожига 12,для нагрева теплоносителя. Теплообменники 6 имеют развитую систему отбора тепла и выполнены в виде трубчатых стальных блоков,заполненных теплообменной жидкостью. Из теплообменников 6 через систему труб выход нагретой жидкости осуществляется в емкость жидкости 15 для потребителей тепла. Через дымоход 20 очищенные и охлажденные газы попадают в дымовую трубу 14. Дымовая труба 14 снабжена заслонкой 8, установленной с возможностью регулирования потока газа. Холодный теплоноситель после обогрева емкости жидкости для потребителей 15 вновь подается в систему через трубопровод 22. В самой нижней части печи имеются полости накопления зольных фракций 24, откуда через люки они периодически удаляются. Предложенная печь работает следующим образом. При сжигании топлива в топке 13 стенки камеры разогреваются до значительной температуры. Одновременно используется конфигурация сферического свода, как параболического теплового рефлектора, направленного фокусом на помещенное на колосниках 3 топливо, что значительно повышает скорость прогрева всей массы топлива. Происходит интенсивный прогрев внутренних слоев, позволяя топливу сразу выделять значительный объем горючих пиролизных газов. Подача первичного воздуха регулируется через дверцу 1 с регулируемыми заслонкам колосниковой камеры 16 и затем через решетки колосников 3. Разогретый газ через верхний канал 23 топки 13 попадает в нижнюю часть вихревой камеры дожига 12, закручивается по спирали вокруг поверхности нижнего конусообразного элемента 7 и смешивается с вторичным воздухом, подаваемым через канал 10 на противоположную сторону конусообразного элемента 7. Газ интенсивно разогревает всю внутреннюю поверхность камеры дожига 12 до максимальных значений температуры - выше 1500 С, при которых выгорают все содержащиеся в нем мелкие частицы, не догоревшие в топке 13 пыль, компоненты смолы, сажа, все фракции возгонки топлива. Поднимаясь вверх, закручиваясь и смешиваясь со вторичным воздухом, по цилиндрической вихревой камере дожига 12 и, интенсивно выделяя тепло, газ разогревает верхний перфорированный конусообразный элемент 9 с калиброванными отверстиями, который, раскаляясь, дожигает самые мелкие пылевые горючие частицы топлива и остатки мелкой взвешенной пыли. Раскаленный верхний конусообразный элемент 9 одновременно рассекает поток газов, что заставляет материал камеры дожига 12 - шамот разогреваться добела, за счет чего, эффективно излучается энергия в радиационном инфракрасном спектре терморадиационный эффект,нагревая всю доступную поверхность теплообменников 6. Далее,мощный поток выгоревших, имеющих очень большую температуру, газов в верхней части теплообменников 6 и верхней отводящей части теплообменной камеры 17, постепенно, теряя тепло и объем, создает эффект газового теплового насоса,что обеспечивает значительную тягу во всем устройстве. Затем, продолжая охлаждаться и,очищаясь от тяжелых компонентов золы, копоти,сажи, которые падают в нижнюю часть теплообменной камеры 17, очищенные и холодные газы через дымоход 20 попадают в дымовую трубу 14 с заслонкой 8, позволяющей регулировать режим работы печи путем подпора потока газов для максимальной эффективности печи. Полностью очищенные и охлажденные до 80 С газы без цвета,запаха и вредных соединений выходят через дымовую трубу 14. Разогретая потоком газов жидкость из теплообменной камеры 17 поступает в емкость жидкости для потребителей 15, а отдавшая тепло и, возвращающаяся от потребителей,холодная жидкость вновь поступает в систему через трубопровод 22. Таким образом, предлагаемая конструкция терморадиационной печи обеспечивает максимально эффективное извлечение тепловой энергии из минимального количества горючего вещества, в том числе и низкого качества, что очень важно в условиях дефицита качественного топлива и жестких экологических требований. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Печь, содержащая топку со сферическим сводом и камеру дожига, стенки которых выполнены из теплопроводного и термостойкого материала,колосниковую камеру с колосниками,теплообменники и дымоход с дымовой трубой,отличающаяся тем, что камера дожига выполнена вихревой и содержит два конусообразных элемента,установленных соосно и направленных вершинами друг к другу, один из которых нижний установлен на поду камеры дожига, а верхний выполнен перфорированным и закреплен к своду камеры, печь снабжена каналом подачи вторичного воздуха,установленного с возможностью подачи воздуха на нижний конусообразный элемент, теплообменники установлены вокруг камеры дожига, колосники установлены под углом 15-30 к горизонтали, а в дымовой трубе установлены заслонки.

МПК / Метки

МПК: F24B 1/189

Метки: печь, терморадиационная

Код ссылки

<a href="http://kzpatents.com/4-ip24280-termoradiacionnaya-pech.html" rel="bookmark" title="База патентов Казахстана">Терморадиационная печь</a>

Похожие патенты