Твердопаливний газогенератор-котел ковчег 2

Номер патенту: 110940

Опубліковано: 25.10.2016

Автор: Горєвой Юрій Миколайович

Є ще 3 сторінки.

Дивитися все сторінки або завантажити PDF файл.

Формула / Реферат

1.      Твердопаливний газогенератор-котел, щоскладається з корпусу бункера, який в верхній своїй частині має водяну сорочку з конденсатором та видалячем вологи, який розташований з внутрішнього боку бункера (водяної сорочки бункера), повітряної сорочки для підігріву повітря, яке потрапляє в зону газифікації та зону допалювання (очищення, охолодження) газу; вертикально розташований бункер циліндрічної або паралелепіпедної форми з нижнього боку з'єднаний з камерою газифікації конусної або пірамідальної форми, футерованою, шамотною або хроміто-периклазовою вогнетривкою цеглою; з верхнього боку по окружності камери газифікації розташований фурмений пояс для потрапляння первинного повітря для реакцій газифікації, знизу мала вершина обрізаного конуса (піраміди) переходить в сопловий апарат, який має зовнішню металеву, подвійну оболонку, виконану з хроміто-периклазового бетону внутрішнього корпусу з фурменим поясом для виходу вторинного повітря; дана частина пристрою з'єднана з теплообмінною частиною, яка виконується з подвійного корпусу з листового металу, який утворює водяну сорочку, або, при використанні пристрою у системах опалення з середнім та високим тиском, ця частина виконується у вигляді водотрубних решіток з труб відповідної якості; нижня частина теплообмінного корпусу виконана у вигляді ванни, яка футерована вогнетривкою цеглою, та яка, в разі використання пристрою як водогрійний пристрій, виконує роль камери спалювання (допалювання) генераторного газу, променевого теплообмінника, камери для видалення золи; в разі використання як газогенератора, ця частина теплообмінника виконує функцію первинного очищувача-охолоджувача; з боку цієї камери розташовані дверцята для видалення твердих зольних шлакових відходів згорання; вертикальна частина теплообмінного корпусу є продовженням горизонтальної частини, яка виконана також подвійним корпусом, який утворює водяну сорочку; з внутрішнього боку порожнини для проходу газу (продуктів згорання) в корпус вмонтовані водонаповнені полиці (зуби), які утворюють лабіринт для проходу газу (продуктів згорання) та теплообміну; далі, через отвір в верхній частині теплообмінного корпусу, газ (продукти згорання) потрапляє або в димоходний короб, та за допомогою димососа чи природної тяги направляється чи споживачу, чи в димохід; або конструкція виконується з додатковим лабіринтним, конвекційним теплообмінником, виконаним з водотрубних решіток, а вже потім направляється в димохідні (газові) канали-трубопроводи; управління пристроєм виконується за допомогою програмованого контролера типового виконання (які застосовуються у піролізних пілетних котлах, які пропонуються різними виробниками), або спеціальним, в программу якого включене управління перепускними заслінками, шиберами, лямбдазондами, газоповітряними змішувачами двигунів зовнішніх споживачів; також підготовка до роботи як газогенератора та роботи як котла забезпечується вентилятором наддуву та димососом примусової дії.

2.      Твердопаливний газогенератор-котел за п. 1 який відрізняється тим, що конденсатор вологи, яка випаровується при просуванні палива зверху до зони газифікації, розташований в верхній частині бункера, виконаний у вигляді водяної сорочки та накопичувача-видаляча вологи, висотою не більше ¼ всієї висоти бункера, що дозволяє конденсувати та перенаправляти в зони ефективного використання паразитну реакційну вологу та вологу, випарену з палива, при відносно невеликій висоті бункера; тобто витрати енергії, які відбуваються для випаровування вологи з палива, компенсуються за рахунок її використання в зонах газифікації, без внесення зовні вологи зі сторонніх джерел, рівно як і в зону спалювання газу.

3.                  Твердопаливний газогенератор-котел за п. 2, який відрізняється тим, що, окрім конденсатора вологи, стінки бункера не контактують з водою (рідким теплоносієм), а в міжлистовій порожнині бункера циркулює повітря, яке не дозволяє перегрітися металу корпусу бункера, але і не дозволяє переохолодити паливо, яке просувається зверху до зони газифікації; окрім того, нагріте повітря значно знижує втрати на нагрів (охолодження) газифікуючого палива; тобто враховуючи процеси, які відбуваються в зоні газифікації, більше палива газифікується за рахунок піролізних реакцій (дає більш калорійний газ), ніж окислювально-відновних реакцій газифікації з обмеженим доступом окислювача.

4.                  Твердопаливний газогенератор-котел за п. 1, який відрізняється тим, що між верхніми та нижніми завантажувальними дверцятами встановлена перепускна заслінка, яка регулює повітряний потік між фурменим поясом зони газифікації та сопловим апаратом допалення газу.

5.                  Твердопаливний газогенератор-котел за п. 1, який відрізняється тим, що повітряна сорочка бункерної (вогневої) частини розділена герметичними перебірками на зони газифікації та зону спалювання (допалювання) газу, з'єднання потоків здійснюється за допомогою заслінки за п. 4.

6.                  Твердопаливний газогенератор-котел за п. 4, який відрізняється тим, що на корпусі перепускної заслінки приварені два патрубки для підключення крапельної системи подання рідини(води) або до зони газифікації для підвищення калорійності генерованого газу, або в сопловий апарат допалювання газу, для термічного розкладу молекул води та ефективного використання особливостей підвищеної теплопередачі при конденсації водяної пари і як слід зменшення витрати твердого палива.

7.                  Твердопаливний газогенератор-котел за п. 1, який відрізняється тим, що має в своєму складі газово-водяний теплообмінник (теплообмінний корпус пристрою), що дозволяє уникнути втрат енергії, ефективно утилізувати теплову енергію, яка виникає як при газифікації твердого палива, при використанні як виключно генератора газу, так і при роботі як котла не задіювати сторонні теплообмінні пристрої.

8.                  Твердопаливний газогенератор-котел за п. 7, який відрізняється тим, що горизонтальна частина теплообмінного корпусу футерована вогнетривкою шамотною цеглою, на половині цієї частини викладений лабіринтний цегляний теплоакумулятор, який дозволяє згладити перепади температури теплоносія системи опалення при тривалому відключенні системи електронного керування, підвищити загальну площу теплопередавання та підвищити якість допалювання газу у зв'язку з каталітичними властивостями шамоту.

9.                  Твердопаливний газогенератор-котел за п. 7, який відрізняється тим, що до складу вертикальної частини теплообмінного корпусу входять теплообмінні полиці (зуби), які утворюють лабіринт для згенерованих та димових газів (в разі повного спалення з внутрішнього боку корпусу пристрою згенерованих газів), лабіринт підвищує площу теплообміну, завихрює потік розпечених (гарячих) газів, що просувається, що також підвищує ступінь теплопередачі та ефективність теплообміну; окрім того, на полиці (зуби) можливо викласти додатково вогнетривку цеглу, яка зможе виконувати функції додаткового теплоакумулятора другого типу, та подвоїти загальний об'єм цегляного теплоакумулятора.

10.              Твердопаливний газогенератор-котел за п. 7, який відрізняється тим, що в вертикальній частині теплообмінного корпусу розташовані лючки, основним функціональним призначенням яких є обслуговування внутрішніх складових пристрою; однак, після прилаштування в отвори цих лючків лінійних електрогенераторів, розробки заявника, які працюють за принципами вільнопоршневих двигунів ″Стірлінга″, при роботі його як водогрійного котла, стає енергонезалежним, та таким, що зможе забезпечити не тільки особисті потреби в електроживленні, але і забезпечити електроенергією потреби в 1-5 кВт/год. електропотужності зовнішні пристрої; також можливо пристосувати розміри лючків (під час розробки креслень для конкретних промислових виробів) під встановлення в отвори подібних електрогенераторів, які виробляються різними промисловими підприємствами різних країн.

11.              Твердопаливний газогенератор-котел за п. 1, який відрізняється тим, що до основного теплообмінного корпусу приєднується конвекційний водотрубний теплообмінник, який, враховуючи його загальний об'єм, використовується як фільтр тонкого очищення газу при заповненні порожнини фільтруючим елементом типу кілець ″Рашига″ або токарною стружкою, в разі використання технічного рішення як газогенеруючого пристрою для двигунів внутрішнього згорання.

12.              Твердопаливний газогенератор-котел за п. 1, який відрізняється тим, що для управління роботою можуть застосовуватися типові програмовані мікроконтролерні системи, які використовуються в системах автоматики відомих промислових моделей піролізних котлів, для керування роботою вентиляторів наддуву та димососа; однак, для більш ефективної роботи пристрою, можливості навіть дистанційного керування роботою пристрою та забезпечення безперебійної роботи зовнішніх споживачів, доцільно застосовувати спеціально розроблену програмовану систему управління. (доцільно застосовувати при використанні пристрою як газогенераторного пристрою для зовнішніх споживачів)

Текст

Реферат: Твердопаливний газогенератор-котел Ковчег 2 належить до систем автономного енергозабезпечення, який може дозволити при використанні первинного твердого палива будьякої якості (тверді битові горючі відходи, дрова, паливні брикети з біомаси, торфо-брикети, вугілля, пиловугільні брикетиі т.і.), будь-якої вологості, забезпечити битові, промислові, сільгосподарські об'єкти електоєнергією (за допомогою автономних бензоелектростанцій працюючих на генераторному, піролізному газах), тепловою енергією (опаленням), приводити в дію машини і механізми. UA 110940 U ДЕРЖАВНА СЛУЖБА ІНТЕЛЕКТУАЛЬНОЇ ВЛАСНОСТІ УКРАЇНИ UA 110940 U UA 110940 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Відомо пристрій газогенераторного спалювання твердого палива [див. Патент UA 44982, 6 F23G 5/00, 2000 р].Пристрій містить завантажувальну камеру з жаростійким подом у вигляді зрізаних поверхонь обертання з наскрізними отворами, розташованими по периметру поду, утворюючи яруси, що зв'язують надколосниковий простір з окружними каналами подачі повітря, центральний вертикально спрямований вниз канал-камеру допалювання піролізного газу, який утворюється при горінні палива, пов'язаний з автономною дозуючою камерою подачі повітря окислювача. Завантаження палива здійснюють зверху камери через люк. Завантажувальна камера має циліндричну форму і виконана переважно з листового металу. Зольна камера розташована під центральним каналом-камерою допалювання піролізного газу і частинок неспаленого палива. Недоліком відомого аналога є неможливість безперешкодного проходження піролізного газу, який утворюється в результаті первинного горіння палива, зверху вниз поду в центральний канал-камеру для його допалювання, внаслідок відсутності суцільних козирків, які створюють канали, що уповільнює швидкість спалювання палива і створює нерівномірну газифікацію палива в просторі поду, і, як наслідок, має місце невисокий коефіцієнт корисної дії цієї конструкції. Відомо Водогрійний твердопаливний котел, що містить сполучені між собою камеру завантаження і первинного згоряння та камеру вторинного горіння, [патент US № 4516534, публ. 14.05 1985 р]. Камера згоряння має подвійні стінки, що утворюють ємність, заповнену водою. Подача повітря в камери первинного і вторинного згоряння і регулювання її здійснюється за допомогою повітродувки. У відомому котлі паливо у первинній камері згоряння горить знизу доверху. У камері первинного згоряння тліюче паливо генерує горючий газ, який спалюється у камері вторинного згоряння. Недоліком відомого котла є те, що він розрахований на великі об'єми палива, має складну конструкцію та невисокий коефіцієнт корисної дії. Неможливо використовувати пристрій як газогенератор для зовнішніх споживачів. Найближчим аналогом до заявленої корисної моделі є опалювальний котел [Патент UA 84800 Публікація відомостей 25.10.2013, Бюл.№ 20 про видачу патенту.] Водогрійний твердопаливний котел, який містить корпус із подвійною стінкою та порожнину для заповнення водою, отвір для виходу диму і сполучені між собою камеру завантаження і первинного горіння з блоками вогнетривкого матеріалу та камеру вторинного горіння, вентилятор, який з'єднано з каналами для подачі повітря в камери первинного та вторинного згоряння, в корпусі котла розташовано трубчастий теплообмінник з'єднаний з камерою вторинного горіння, блоки вогнетривкого матеріалу закріплено по всій внутрішній поверхні обох камер та дверцят і виконані вони з блоків вогнетривкого бетону, які щільно притулені один до одного, отвір дверцят має округлу форму, при цьому сполучення вищезгаданих камер між собою здійснюється за допомогою сопла, яке виконано також з вогнетривкого матеріалу. Обладнання внутрішньої поверхні камер футерівкою з вогнетривкого бетону надійно захищає стінки камер від прогоряння, у кілька разів підвищує строк експлуатації котла і дозволяє використовувати паливо вологістю 50 %. Наявність теплообмінника, який розташовано вертикально, забезпечує високий ККД і самоочистку. Виконання камери завантаження і первинного горіння та камери вторинного горіння, стінки яких захищені від прогоряння і руйнівного впливу смол та конденсату жароміцною мулітокорундовою сумішшю дозволяє підвищити строк використання котла і його надійність. Наявність сопла, через яке сполучаються між собою камери і через яке проходить у камеру вторинного горіння піролізний газ, змішуючись з повітрям, дозволяє забезпечити процес згоряння при температурі більше 1100 °C. Виконання отвору дверцят округлої формизабезпечує можливість їх якісно ущільнити. В цілому, технічний результат, який досягається при вирішенні поставленої задачі і використанні запропонованого водогрійного твердопаливного котла, полягає в максимальному використанні теплового випромінювання палива, що горить, підвищенні строку експлуатації, забезпеченні надійної безперебійної роботи, збільшенні ефективності згоряння палива. Недоліком вказаного пристрою є відносно малий запас палива (відносно часте перезавантаження бункера), незручність перезавантаження, малий відсоток при разовому завантаженні палива підвищеної вологості, неможливість газифікації в первинній камері горіння при низьких температурах теплоносія, зниження повноти і якості згорання твердого палива при підвищеній його вологості можливість використання виключно як водонагрівального приладу. Неможливість використовувати як паливо дрібних видів, таких як пілет, вугілля, т.і. Неможливо використовувати пристрій як газогенератор для зовнішніх споживачів. В основу корисної моделі поставлено задачу створити таку конструкцію твердопаливного газогенератора, що дозволила б здійснювати генерацію та підготовку газу для роботи зовнішніх 1 UA 110940 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 споживачів, таких як двигуни внутрішнього згорання, двигуни зовнішнього згорання т.і., використовуючи первинне тверде паливо будь-якої якості, вологості, ще і здійснювати корисну утилізацію первинного тепла, яке утворюється внаслідок реакцій газифікації в системах водяного опалення, та, при необхідності, здійснювати повне спалення твердого палива утилізацією в тих самих системах опалення - робота як водогрійного пристрою(котла) з підвищеним коефіцієнтом теплопередачі внаслідок підвищення якості спалювання твердого палива, акумулювання тепла, ефективного застосування всіх видів теплопередачі променевого, контактного, конвекційного без внесення змін в конструкцію пристрою. Твердопаливний газогенератор-котел складається з корпусу бункера, який в верхній своїй частині має водяну сорочку з конденсатором та видалячем вологи, який розташований з внутрішнього боку бункера (водяної сорочки бункера), повітряної сорочки для підігріву повітря, яке потрапляє в зону газифікації та зону допалювання (очищення, охолодження) газу; вертикально розташований бункер циліндричної або паралелепіпедної форми з нижнього боку з'єднаний з камерою газифікації конусної або пірамідальної форми, футерованою шамотною або хроміто-периклазовою вогнетривкою цеглою; з верхнього боку по окружності камери газифікації розташований фурмений пояс для потрапляння первинного повітря для реакцій газифікації, знизу мала вершина обрізаного конуса (піраміди) переходить в сопловий апарат, який має зовнішню металеву подвійну оболонку, виконану з хроміто-периклазового бетону внутрішнього корпусу з фурменим поясом для виходу вторинного повітря; дана частина пристрою з'єднана з теплообмінною частиною, яка виконується з подвійного корпусу з листового металу, який утворює водяну сорочку або, при використанні пристрою у системах опалення з середнім та високим тиском, ця частина виконується у вигляді водотрубних решіток з труб відповідної якості; нижня частина теплообмінного корпусу виконана у вигляді ванни, яка футерована вогнетривкою цеглою, та яка, в разі використання пристрою як водогрійного пристрою, виконує роль камери спалювання (допалювання) генераторного газу, променевого теплообмінника, камери для видалення золи; в разі використання як газогенератора, ця частина теплообмінника виконує функцію первинного очищувача охолоджувача; з боку цієї камери розташовані дверцята, для видалення твердих зольних шлакових відходів згорання; вертикальна частина теплообмінного корпусу є продовженням горизонтальної частини, яка виконана також подвійним корпусом, який утворює водяну сорочку; з внутрішнього боку порожнини для проходу газу (продуктів згорання) в корпус вмонтовані водонаповнені полиці (зуби) які утворюють лабіринт для проходу газу (продуктів згорання) та теплообміну; далі, через отвір в верхній частині теплообмінного корпусу, газ (продукти згорання) потрапляє або в димохідний короб та за допомогою димососа чи природної тяги направляється чи споживачу, чи в димохід; або конструкція виконується з додатковим лабіринтним, конвекційним теплообмінником, виконаним з водотрубних решіток, а вже потім направляються в димохідні(газові) канали трубопроводи; управління пристроєм виконується за допомогою програмованого контролера типового виконання (які застосовуються у піролізних, пілетних котлах, які пропонуються різними виробниками), або спеціальним, в програму якого включене управління перепускними заслінками, шиберами, лямбдазондами, газоповітряними змішувачами двигунів зовнішніх споживачів; також підготовка до роботи як газогенератора та робота як котла забезпечується вентилятором наддуву та димососом примусової дії. Твердопаливний газогенератор-котел, в якому конденсатор вологи, яка випаровується при просуванні палива зверху до зони газифікації, розташований в верхній частині бункера, виконаний у вигляді водяної сорочки та накопичувача-видаляча вологи, висотою не більше ¼ всієї висоти бункера, що дозволяє конденсувати та перенаправляти в зони ефективного використання паразитну реакційну вологу, та вологу, випарену з палива, при відносно невеликій висоті бункера; тобто витрати енергії, які відбуваються для випаровування вологи з палива, компенсуються за рахунок її використання в зонах газифікації, без внесення зовні вологи зі сторонніх джерел., рівно як і в зону спалювання газу. Твердопаливний газогенератор-котел, в якому, окрім конденсатора вологи, стінки бункера не контактують з водою (рідким теплоносієм), а в міжлистовій порожнині бункера циркулює повітря, яке не дозволяє перегрітися металу корпусу бункера, але і не дозволяє перехолодити паливо, яке просувається зверху до зони газифікації; окрім того, нагріте повітря значно знижує втрати на нагрів (охолодження) газифікуючого палива; тобто враховуючи процеси, які відбуваються в зоні газифікації, більше палива газифікується за рахунок піролізних реакцій (дає більш калорійний газ), ніж окислювально-відновних реакцій газифікації з обмеженим доступом окислювача. Твердопаливний газогенератор-котел, в якому між верхніми та нижніми завантажувальними дверцятами встановлена перепускна заслінка, яка регулює повітряний потік між фурменим 2 UA 110940 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 поясом зони газифікації та сопловим апаратом допалювння газу. Твердопаливний газогенератор-котел, у якому повітряна сорочка бункерної (вогневої) частини розділена герметичними перебірками на зони газифікації та зону спалювання (допалювання) газу, з'єднання потоків здійснюється за допомогою заслінки п. 4. На корпусі перепускної заслінки приварені два патрубки для підключення крапельної системи подання рідини(води) або до зони газифікації для підвищення калорійності генерованого газу або в сопловий апарат допалювання газу, для термічного розкладу молекул води та ефективного використання особливостей підвищеної теплопередачі при конденсації водяної пари і як слід зменшення розходу твердого палива. Твердопаливний газогенератор-котел має в своєму складі газово-водяний теплообмінник (теплообмінний корпус пристрою), що дозволяє уникнути втрат енергії, ефективно утилізувати теплову енергію, яка виникає як при газифікації твердого палива, при використанні як виключно генератора газу, так і при роботі як котла не задіювати сторонні теплообмінні пристрої. Твердопаливний газогенератор-котел, в якому горизонтальна частина теплообмінного корпусу футерована вогнетривкою шамотною цеглою, на половині цієї частини викладений лабіринтний цегляний теплоакумулятор, який дозволяє згладити перепади температури теплоносія системи опалення при тривалому відключенні системи електронного керування, підвищити загальну площу теплопередавання та підвищити якість допалювання газу у зв'язку з каталітичними властивостями шамоту. До складу вертикальної частини теплообмінного корпусу входять теплообмінні полиці (зуби), які утворюють лабіринт для згенерованих та димових газів (в разі повного спалення з внутрішнього боку корпусу пристрою згенерованих газів), лабіринт підвищує площу теплообміну, завихрює потік розпечених (гарячих) газів, що просувається, що також підвищує ступінь теплопередачі та ефективність теплообміну; окрім того, на полиці(зуби) можливо викласти додатково вогнетривку цеглу, яка зможе виконувати функції додаткового теплоакумулятора другого типу та подвоїти загальний об'єм цегляного теплоакумулятора. Твердопаливний газогенератор-котел, у якому у вертикальній частині теплообмінного корпусу розташовані лючки, основним функціональним призначенням яких є обслуговування внутрішніх складових пристрою; однак, після прилаштування в отвори цих лючків лінійних електрогенераторів, розробки заявника, які працюють за принципами вільнопоршневих двигунів "Стірлінга", при роботі його як водогрійного котла стає енергонезалежним, та таким, що зможе забезпечити не тільки особисті потреби в електроживленні, але і забезпечити електроенергією потреби в 1-5 кВт/год. електропотужності зовнішні пристрої; також можливо пристосувати розміри лючків (під час розробки креслень для конкретних промислових виробів) під встановлення в отвори подібних електрогенераторів, які виробляються різними промисловими підприємствами різних країн. Твердопаливний газогенератор-котел до основного теплообмінного корпусу приєднується конвекційний водотрубний теплообмінник, який враховуючи його загальний об'єм, використовується як фільтр тонкого очищення газу, при заповненні порожнини фільтруючим елементом типу кілець. "Рашига" або токарною стружкою, в разі використання технічного рішення як газогенеруючого пристрою для двигунів внутрішнього згорання. Твердопаливний газогенератор-котел для управління роботою можуть застосовуватися типові програмовані мікроконтролерні системи, які використовуються в системах автоматики відомих промислових моделей піролізних котлів, для керування роботою вентиляторів наддуву та димососа; однак, для більш ефективної роботи пристрою, можливості навіть дистанційного керування роботою пристрою та забезпечення безперебійної роботи зовнішніх споживачів, доцільно застосовувати спеціально розроблену програмовану систему управління (доцільно застосовувати при використанні пристрою як газогенераторного пристрою для зовнішніх споживачів) Твердопаливний газогенератор-котел є цільнозварною, металевою конструкцією. Деталі конструкції пояснюють фіг. 1-6. Вказані зображення є різновидом виконання конструкції, тобто Фіг. 1, 2, 3 конструкція з бункером підвищеного запасу первинного палива, на Фіг.4, 5, 6 конструкція з бункером мінімально доцільним без втрати якості конструкції. Конструкція складається з корпусу бункера 14 (Фіг 1-6), який в верхній своїй частині має водяну сорочку 22, 23 (Фіг 1 6) з конденсатором та видалячем вологи 6 (Фіг 1-6), який розташований з внутрішнього боку бункера (водяної сорочки бункера). Розмір водяної сорочки не більше1/4 висоти бункера. Повітряні сорочки для підігріву повітря, яке потрапляє в зону газифікації 30 (Фіг 1-6), та зону допалювання(очищення, охолодження) газу 31 (Фіг 1-6). Вертикально розташований бункер циліндрично або паралелепіпедної форми з нижнього боку з'єднаний з камерою газифікації конусної або пірамідальної форми 15 (Фіг 1-6), футерованою шамотною, або 3 UA 110940 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 хромітопериклазовою вогнетривкою цеглою. Вогнетривкість від 1100 до 1850 ºС. З верхнього боку по окружності камери газифікації розташований фурмений пояс 26 (Фіг 1-6) для потрапляння первинного повітря для реакцій газифікації. Знизу мала вершина обрізаного конуса (піраміди) переходить в сопловий апарат, який має зовнішню металеву, подвійну оболонку та виконану з хроміто-периклазового бетону внутрішнього корпусу з фурменим поясом для виходу вторинного повітря 20 (Фіг 1-6). З переднього боку корпусу бункера 14 (Фіг 1-6) розташовані дверцята для завантаження твердого палива 5 (Фіг 1-6). Нижні дверцята в основному використовуються для розпалу пристрою, верхні для повного завантаження та підвантаження в процесі роботи. Окрім того, в разі використання пристрою в неперервному режимі роботи, верхні завантажувальні дверцята можуть розташовуватися для зручності в площині під 90 градусів відносно нижніх завантажувальних дверцят по окружності циліндра, та замість самих дверцят до верхнього отвору можливо приєднувати направляючі труби транспортера, який підключається до резервного, накопичувального бункера великого об'єму.(Розраховується окремо у відповідності до потреб споживачів) - на кресленні резервний бункер та транспортери не відображені у зв'язку з тим, що форми, матеріали, принцип дії можуть бути будь-якими, тобто такими, що широко використовуються в різних галузях. Повітряна сорочка бункера герметично розділена на дві порожнини, це порожнина з виходом повітря до фурменого поясу зони газифікації, та порожнина з виходом повітря в сопловий апарат допалювання газу. В серединній частині, між верхніми та нижніми завантажувальними дверцятами, розташована перепускна заслінка 21 (Фіг 1-6), яка призначається для регулювання кількості подаваного повітря для газифікації первинного, твердого палива, та допалювання згенерованого газу (використовується при роботі пристрою як котел. При роботі як газогенератора повітря до сопла 20 (Фіг 1-6), цією заслінкою перекривається). Заслінка 21 (Фіг 1-6), є важливою частиною пристрою, за допомогою якої здійснюється налаштування найбільш якісної газифікації первинного твердого палива та спалення згенерованого газу, також саме за допомогою цієї заслінки стає можливим змінення режимів використання вказаного пристрою з газогенераторного для подальшого використання газу для різних потреб та пристроїв, та як водогрійного котла з підвищеним ККД. На корпусі заслінки приварені патрубки для підключення крапельних подавачів рідини(води), яка, нагріваючись в повітряній сорочці бункера, випаровується та подається або разом з повітрям в зону 30 (Фіг. 12), для генерування більш калорійного газу, або в сопло 20 (Фіг 1,2) для термічного розпаду молекул води, та отримання додаткової теплової енергії і т.і., або(та) подальшого використання властивостей водяної пари на стадії її конденсації. Бункерна(вогнева) частина пристрою з'єднана з теплообмінною частиною 8, 9, 11, 12, 17,18, 25 (Фіг 1-6), яка виконується з подвійного корпусу з листового металу, який утворює водяну сорочку або, при використанні пристрою у системах опалення з середнім, та високим тиском, ця частина виконується у вигляді водотрубних решіток з труб відповідної якості. Нижня частина теплообмінного корпусу виконана у вигляді ванни 8,9 (Фіг 1-6) яка футерована вогнетривкою цеглою, та яка, в разі використання пристрою як водогрійного пристрою, виконує роль камери спалювання (допалювання) генераторного газу, променевого теплообмінника, камери для видалення золи. В разі використанн як газогенератора, ця частина теплообмінника виконує функцію первинного очищувача охолоджувача з можливістю корисної утилізації теплової енергії. З боку цієї камери розташовані дверцята, для видалення твердих зольних шлакових відходів згорання 7. Вертикальна частина теплообмінного корпусу 11, 17 (Фіг 1-6) є продовженням горизонтальної частини, яка виконана також подвійним корпусом, який утворює водяну сорочку. З внутрішнього боку порожнини для проходу газу (продуктів згорання) в корпус змонтовані водонаповнені полиці (зуби) 12, 18, 25 (Фіг 1-6) які утворюють лабіринт для проходу газу (продуктів згорання) та контактного теплообміну. Далі, через отвір в верхній частині теплообмінного корпусу 27 (Фіг. 4, 5, 6), газ (продукти згорання) потрапляє або в димохідний короб та за допомогою димососа чи природної тяги направляються чи споживачу, чи в димохід. Або конструкція виконується з додатковим лабіринтним, конвекційним теплообмінником 10 (Фіг 1, 2, 3), виконаним з водотрубних решіток, а вже потім направляються в димоходні (газові) канали, трубопроводи. Теплообмінник 10 (Фіг 1, 2, 3) може встановлюватись як з конструкцією з бункером підвищеного об'єму (Фіг 1, 2, 3), так і з бункером мінімального об'єму (Фіг 4, 5, 6). Розмірні пропорції теплообмінної та паливної частин корисної моделі можуть бути різні, тобто бункерна частина більше теплообмінної (Фіг 1, 2, 3), бункерна частина мненше теплообмінної (не зображено), бункерна частина однакової ширини з теплообмінною (Фіг. 4, 5, 6). З боку вертикальної частини теплообмінного корпусу розташовані лючки для чищення полиць (зубів) 19 (Фіг. 1-6). В ці лючки можливо встановлювати спеціально розроблені автором, вільнопоршневі лінійні електрогенератори, які використовують в роботі принципи роботи двигунів Стірлінга, або можливо також адаптувати розміри лючків під існуючі та пропоновані 4 UA 110940 U 5 промисловістю різних країн подібні електрогенератори. Управління пристроєм виконується за допомогою програмованого контролера типового виконання (які застосовуються у піролізних, пілетних котлах, які пропонуються різними виробниками), або спеціальним, в програму якого включене управління перепускними заслінками, шиберами, лямбдазондами, газоповітряними змішувачами двигунів, зовнішніх споживачів. Також підготовка до роботи як газогенератора, та робота як котла забезпечується вентилятором наддуву 29 (Фіг. 1-6) та димососом примусової дії, такі як на приклад RH 18Z POL-FANS, RLL120-3020LH, WWK 180 і. т. і., або виготовляється окремо за дотриманням принципів закладених у вказаних аналогах (На Фіг, 1-6 не зазначено, але встановлюється на місце 27 (Фіг. 4, 5, 6) та 28 (Фіг 1, 2, 3)). 10 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 1. Твердопаливний газогенератор-котел, що складається з корпусу бункера, який в верхній своїй частині має водяну сорочку з конденсатором та видалячем вологи, який розташований з внутрішнього боку бункера (водяної сорочки бункера), повітряної сорочки для підігріву повітря, яке потрапляє в зону газифікації та зону допалювання (очищення, охолодження) газу; вертикально розташований бункер циліндрічної або паралелепіпедної форми з нижнього боку з'єднаний з камерою газифікації конусної або пірамідальної форми, футерованою, шамотною або хроміто-периклазовою вогнетривкою цеглою; з верхнього боку по окружності камери газифікації розташований фурмений пояс для потрапляння первинного повітря для реакцій газифікації, знизу мала вершина обрізаного конуса (піраміди) переходить в сопловий апарат, який має зовнішню металеву, подвійну оболонку, виконану з хроміто-периклазового бетону внутрішнього корпусу з фурменим поясом для виходу вторинного повітря; дана частина пристрою з'єднана з теплообмінною частиною, яка виконується з подвійного корпусу з листового металу, який утворює водяну сорочку, або, при використанні пристрою у системах опалення з середнім та високим тиском, ця частина виконується у вигляді водотрубних решіток з труб відповідної якості; нижня частина теплообмінного корпусу виконана у вигляді ванни, яка футерована вогнетривкою цеглою, та яка, в разі використання пристрою як водогрійний пристрій, виконує роль камери спалювання (допалювання) генераторного газу, променевого теплообмінника, камери для видалення золи; в разі використання як газогенератора, ця частина теплообмінника виконує функцію первинного очищувача-охолоджувача; з боку цієї камери розташовані дверцята для видалення твердих зольних шлакових відходів згорання; вертикальна частина теплообмінного корпусу є продовженням горизонтальної частини, яка виконана також подвійним корпусом, який утворює водяну сорочку; з внутрішнього боку порожнини для проходу газу (продуктів згорання) в корпус вмонтовані водонаповнені полиці (зуби), які утворюють лабіринт для проходу газу (продуктів згорання) та теплообміну; далі, через отвір в верхній частині теплообмінного корпусу, газ (продукти згорання) потрапляє або в димоходний короб, та за допомогою димососа чи природної тяги направляється чи споживачу, чи в димохід; або конструкція виконується з додатковим лабіринтним, конвекційним теплообмінником, виконаним з водотрубних решіток, а вже потім направляється в димохідні (газові) канали-трубопроводи; управління пристроєм виконується за допомогою програмованого контролера типового виконання (які застосовуються у піролізних пілетних котлах, які пропонуються різними виробниками), або спеціальним, в программу якого включене управління перепускними заслінками, шиберами, лямбдазондами, газоповітряними змішувачами двигунів зовнішніх споживачів; також підготовка до роботи як газогенератора та роботи як котла забезпечується вентилятором наддуву та димососом примусової дії. 2. Твердопаливний газогенератор-котел за п. 1 який відрізняється тим, що конденсатор вологи, яка випаровується при просуванні палива зверху до зони газифікації, розташований в верхній частині бункера, виконаний у вигляді водяної сорочки та накопичувача-видаляча вологи, висотою не більше ¼ всієї висоти бункера, що дозволяє конденсувати та перенаправляти в зони ефективного використання паразитну реакційну вологу та вологу, випарену з палива, при відносно невеликій висоті бункера; тобто витрати енергії, які відбуваються для випаровування вологи з палива, компенсуються за рахунок її використання в зонах газифікації, без внесення зовні вологи зі сторонніх джерел, рівно як і в зону спалювання газу. 3. Твердопаливний газогенератор-котел за п. 2, який відрізняється тим, що, окрім конденсатора вологи, стінки бункера не контактують з водою (рідким теплоносієм), а в міжлистовій порожнині бункера циркулює повітря, яке не дозволяє перегрітися металу корпусу бункера, але і не дозволяє переохолодити паливо, яке просувається зверху до зони газифікації; окрім того, нагріте повітря значно знижує втрати на нагрів (охолодження) газифікуючого палива; 5 UA 110940 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 тобто враховуючи процеси, які відбуваються в зоні газифікації, більше палива газифікується за рахунок піролізних реакцій (дає більш калорійний газ), ніж окислювально-відновних реакцій газифікації з обмеженим доступом окислювача. 4. Твердопаливний газогенератор-котел за п. 1, який відрізняється тим, що між верхніми та нижніми завантажувальними дверцятами встановлена перепускна заслінка, яка регулює повітряний потік між фурменим поясом зони газифікації та сопловим апаратом допалення газу. 5. Твердопаливний газогенератор-котел за п. 1, який відрізняється тим, що повітряна сорочка бункерної (вогневої) частини розділена герметичними перебірками на зони газифікації та зону спалювання (допалювання) газу, з'єднання потоків здійснюється за допомогою заслінки за п. 4. 6. Твердопаливний газогенератор-котел за п. 4, який відрізняється тим, що на корпусі перепускної заслінки приварені два патрубки для підключення крапельної системи подання рідини (води) або до зони газифікації для підвищення калорійності генерованого газу, або в сопловий апарат допалювання газу, для термічного розкладу молекул води та ефективного використання особливостей підвищеної теплопередачі при конденсації водяної пари і як слід зменшення витрати твердого палива. 7. Твердопаливний газогенератор-котел за п. 1, який відрізняється тим, що має в своєму складі газово-водяний теплообмінник (теплообмінний корпус пристрою), що дозволяє уникнути втрат енергії, ефективно утилізувати теплову енергію, яка виникає як при газифікації твердого палива, при використанні як виключно генератора газу, так і при роботі як котла не задіювати сторонні теплообмінні пристрої. 8. Твердопаливний газогенератор-котел за п. 7, який відрізняється тим, що горизонтальна частина теплообмінного корпусу футерована вогнетривкою шамотною цеглою, на половині цієї частини викладений лабіринтний цегляний теплоакумулятор, який дозволяє згладити перепади температури теплоносія системи опалення при тривалому відключенні системи електронного керування, підвищити загальну площу теплопередавання та підвищити якість допалювання газу у зв'язку з каталітичними властивостями шамоту. 9. Твердопаливний газогенератор-котел за п. 7, який відрізняється тим, що до складу вертикальної частини теплообмінного корпусу входять теплообмінні полиці (зуби), які утворюють лабіринт для згенерованих та димових газів (в разі повного спалення з внутрішнього боку корпусу пристрою згенерованих газів), лабіринт підвищує площу теплообміну, завихрює потік розпечених (гарячих) газів, що просувається, що також підвищує ступінь теплопередачі та ефективність теплообміну; окрім того, на полиці (зуби) можливо викласти додатково вогнетривку цеглу, яка зможе виконувати функції додаткового теплоакумулятора другого типу, та подвоїти загальний об'єм цегляного теплоакумулятора. 10. Твердопаливний газогенератор-котел за п. 7, який відрізняється тим, що в вертикальній частині теплообмінного корпусу розташовані лючки, основним функціональним призначенням яких є обслуговування внутрішніх складових пристрою; однак, після прилаштування в отвори цих лючків лінійних електрогенераторів, розробки заявника, які працюють за принципами вільнопоршневих двигунів ″Стірлінга″, при роботі його як водогрійного котла, стає енергонезалежним, та таким, що зможе забезпечити не тільки особисті потреби в електроживленні, але і забезпечити електроенергією потреби в 1-5 кВт/год. електропотужності зовнішні пристрої; також можливо пристосувати розміри лючків (під час розробки креслень для конкретних промислових виробів) під встановлення в отвори подібних електрогенераторів, які виробляються різними промисловими підприємствами різних країн. 11. Твердопаливний газогенератор-котел за п. 1, який відрізняється тим, що до основного теплообмінного корпусу приєднується конвекційний водотрубний теплообмінник, який, враховуючи його загальний об'єм, використовується як фільтр тонкого очищення газу при заповненні порожнини фільтруючим елементом типу кілець ″Рашига″ або токарною стружкою, в разі використання технічного рішення як газогенеруючого пристрою для двигунів внутрішнього згорання. 12. Твердопаливний газогенератор-котел за п. 1, який відрізняється тим, що для управління роботою можуть застосовуватися типові програмовані мікроконтролерні системи, які використовуються в системах автоматики відомих промислових моделей піролізних котлів, для керування роботою вентиляторів наддуву та димососа; однак, для більш ефективної роботи пристрою, можливості навіть дистанційного керування роботою пристрою та забезпечення безперебійної роботи зовнішніх споживачів, доцільно застосовувати спеціально розроблену програмовану систему управління (доцільно застосовувати при використанні пристрою як газогенераторного пристрою для зовнішніх споживачів). 6 UA 110940 U 7 UA 110940 U 8 UA 110940 U Комп’ютерна верстка М. Мацело Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Василя Липківського, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут інтелектуальної власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 9

Дивитися

Додаткова інформація

Назва патенту англійською

Generator-boiler wood gas ark 2

Автори англійською

Gorievoy Yurii Nikolaevich

Назва патенту російською

Твердотопливный газогенератор-котел ковчег 2

Автори російською

Гревой Юрий Николаевич

МПК / Мітки

МПК: C10J 3/82, F23D 14/24, C10J 3/02, F24B 5/02, C10J 3/80, F23G 5/36, F23D 14/22, F24H 1/08, C10J 3/76, F24H 1/44, F24H 1/40, F24D 3/02, C10J 3/22

Мітки: газогенератор-котел, твердопаливний, ковчег

Код посилання

<a href="https://ua.patents.su/11-110940-tverdopalivnijj-gazogenerator-kotel-kovcheg-2.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Твердопаливний газогенератор-котел ковчег 2</a>

Подібні патенти