Пристрій для створення пульсуючих повітряних потоків у топці з киплячим шаром

Винахід відноситься до галузі енергетики і може бути використаний для інтенсифікації процесу горіння в топках з киплячим шаром. Відомий пульсатор, що має корпус з пульсаційними патрубками, ротор, виконаний у вигляді порожнього циліндра з перегородкою, що поділяє об'єм на дві ізольовані камери, на циліндричній поверхні кожної камери ротора виконані прорізи, перпендикулярні утворюючої циліндра, а на внутрішній поверхні ротора виконані пази, що перетинають прорізи кожної камери ротора, причому пази розміщені діаметрально протилежно [1]. Дана конструкція дозволяє змінювати опір каналів ротора при його обертанні, що дає можливість на основні імпульси, що визначають структур у потоків у масообмінному апараті, накласти імпульси більш високої частоти. Однак, дана конструкція не може бути використана при спалюванні палива в топках з киплячим шаром, тому що характер пульсацій протікає лише по синусоїдальному закону і, крім того, вона не забезпечує утворення вторинного пульсуючого потоку і не регулює величину скважності повітряного потоку. Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається (прототип), є пристрій для створення пульсуючих повітряних потоків у топці з киплячим шаром, який містить циліндричний корпус із вхідним і вихідними каналами, ротор, виконаний у вигляді крильчатки з лопатями, установлений по осі корпуса і зв'язаний із привідним валом, коаксіальне встановлена в корпусі нерухома втулка з вікнами, сегменти з виступами, що входять у вікна нерухомої втулки з можливістю кутового повороту щодо подовжньої осі корпуса і перекриття вихідних каналів за допомогою регулювального механізму [2]. Дана конструкція забезпечує створення вторинного пульсуючого повітряного потоку з одночасним регулюванням скважності і зсуву імпульсів первинного і вторинного потоків по фазі однакової частоти. Недоліком цього пристрою є неможливість одночасного отримання імпульсів повітряного потоку двох різних частот та їх накладення одне на одне. В основу винаходу поставлена задача підвищення ефективності процесу горіння твердого палива в топках с киплячим шаром за рахунок отримання імпульсів повітряних потоків більш високих частот з одночасним їх накладанням на основні імпульсі. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що пристрій для створення пульсуючих повітряних потоків у топці з киплячим шаром, що містить циліндричний корпус із вхідним і вихідними каналами, ротор, виконаний у вигляді крильчатки з лопатями, установлений по осі корпуса і зв'язаний із привідним валом, коаксіальне встановлена в корпусі нерухома втулка з можливістю кутового повороту щодо подовжньої осі корпуса і перекриття вихідних каналів за допомогою регулювального механізму, відповідно до винаходу лопаті крильчатки ротора виконані з вікнами, у яких розміщені, з можливістю обертання щодо подовжньої осі, додаткові крильчатки з S-подібними лопатями, причому на торцях лопатів закріплені пластини у вигляді сегментів, прямолінійні торці яких знаходяться в площині, що проходить через вісь обертання додаткових крильчаток. Оснащення пристрою додатковими крильчатками з S-подібними лопатями дає можливість одержати протягом усього періоду пульсації додаткові імпульси повітряного потоку більш високих частот у порівнянні з основними імпульсами, що розвиваються лопатями крильчатки ротора, а розміщення додаткових крильчаток з S-подібними лопатями у вікнах лопатів крильчатки ротора дозволяє здійснити накладення імпульсів один на одного і одержати на виході складні імпульси, що являють собою суму імпульсів двох частот - низької та високої. Використання такого пристрою дозволить істотно підвищити ефективність процесу горіння твердого палива в топках з киплячим шаром. Сутність винаходу пояснюється кресленням, де на фіг.1 зображений пристрій, поперечний розріз, на фіг.2 - розріз А-А на фіг.1, на фіг.3 - виносний елемент І на фіг.1, на фіг.4 - форми імпульсів повітряного потоку на вихідних каналах пристрою. Пристрій містить циліндричний корпус 1 із вхідним 2 і вихідними 3 і 4 каналами, ротор 5, виконаний у вигляді крильчатки з лопатями 6, установлений по осі корпуса 1 і зв'язаний із привідним валом 7, нерухому втулку 8 з вікнами 9, 10 і 11, поперечна вісь яких збігається з подовжніми осями каналів 2, 3 і 4 корпуса 1 відповідно, сегменти 12, установлені між внутрішньою поверхнею корпуса 1 і нерухомою втулкою 8 з можливістю кутового повороту щодо подовжньої осі корпуса 1 і перекриття вихідних каналів 3 і 4. Сегменти 12 виконані з виступами 13, що входять у вікна 10 і 11 нерухомої втулки 8, а сегменти 12 поза виступами 13 кінематичне зв'язані з регулювальним механізмом 14, виконаним, наприклад, у вигляді зубчастої передачі. Лопаті 6 крильчатки ротора 5 виконані з опуклістю 15 убік напрямку обертання приводного вала 7 і з вікнами 16 в яких розміщені додаткові крильчатки з S-подібними лопатями 17 з можливістю обертання відносно подовжньої осі 18. Лопаті 17 з торців закриті пластинами 19, виготовлених у вигляді сегментів. На фіг.4 прийняті наступні позначення: крива 20 - на виході відомого пристрою для створення пульсуючих повітряних потоків у топці з киплячим шаром, крива 21 - на виході пристрою пропонованої конструкції. Пристрій працює таким чином: повітряний потік надходить на вхід каналу 2 корпусу 1 і через вікно 9 попадає у вн утрішню порожнину нерухомої втулки 8 при роторі 5 з крильчаткою б, що обертаються. Ротор 5 по черзі з'єднує чи відтинає вікна 9, 10 і 11 нерухомої втулки 8, регулюючи п ульсацію повітряних потоків у вихідних каналах 3 і 4 корпусу 1. За рахунок зміщення між каналами 2, 3 і 4 забезпечується зсув по фазі між первинним і вторинним повітряними потоками. Зміна зсуву по фазі і скважності потоків забезпечується регулювальним механізмом 14, кінематичне зв'язаним із сегментами 12, розташованими між внутрішньою поверхнею корпуса 1 і нерухомою втулкою 8. Сегменти 12, повертаючись на заданий кут у вікнах 10 і 11, зменшують чи збільшують прохідний перетин вихідних каналів 3 і 4 корпусу 1. При цьому додаткові крильчатки з S-подібними лопатями 17, які обертаються відносно подовжньої осі 18, у вікнах 16 лопатів 6 крильчатки ротора 5, формують імпульси повітряного потоку високої частоти, які накладаються на основні імпульси низької частоти. Джерела інформації 1. А.С. СРСР №1097354, кл. В01Д11/00, бюл. №22, 1984. 2. Патент України №57662, кл. G01127/00, F15В 21/12, бюл. №6, 2003.