Пристрій для створення пульсуючих повітряних потоків у топці з киплячим шаром

Пристрій для створення пульсуючих повітряних потоків у топці з киплячим шаром, що містить циліндричний корпус із вхідним і вихідним каналами, ротор, установлений по осі корпуса і зв'язаний із привідним валом, який відрізняється тим, що він оснащений регулювальним механізмом, а ротор виконаний у вигляді крильчатки з трьома лопатями, опуклими в поперечному перерізі у бік обертання привідного вала, а корпус оснащений додатковим вихідним каналом, причому осі симетрії вихідних каналів розташовані в одній площині під кутом 135° щодо вхідного кана лу, при цьому діаметр кожного вихідного каналу дорівнює половині діаметра крильчатки ротора, а діаметр вхідного каналу в 1,5 рази більше діаметра вихідного, причому в корпусі коаксіально встановлена нерухома втулка з вікнами, поперечні осі яких збігаються з подовжніми осями вихідних каналів, а ширина вікон дорівнює чи менша за ширину лопаті ротора, при цьому між внутрішньою циліндричною поверхнею корпуса і втулкою встановлені два сегменти з виступами, що входять у вікна нерухомої втулки с можливістю кутового повороту щодо подовжньої осі корпуса і перекриття вихідних каналів, причому один сегмент установлений з можливістю повороту по напрямку обертання привідного вала, а другий - проти, при цьому внутрішні циліндричні поверхні нерухомої втулки і виступів сегментів виконані по одній твірній, з якою контактують лопаті крильчатки ротора, а сегменти поза виступами кінематично зв'язані з регулювальним механізмом Винахід відноситься до області енергетики і може бути використаний для інтенсифікації процесу горіння в топках з киплячим шаром ВІДОМІ пристрої для спалювання палива в топках з киплячим шаром, у яких використовується подача первинного і вторинного повітряних потоків Однак, подача повітряних потоків здійснюється від роздільних вентиляторів, що утрудняє одночасне регулювання повітряних потоків [1] Для інтенсифікації процесу спалювання палива використовують пульсуючу подачу повітряного потоку [2] Відомий пристрій для створення коливань газового потоку, що містить постачений вхідним і вихідним каналами корпус, у якому соосно розташовані два диски з отворами, один із яких - нерухомий - зв'язаний з корпусом, а інший кінематично з'єднаний з електродвигуном, що відрізняється тим, що пристрій постачений регулювальним диском з отворами різної конфігурації, розміщеним соосно між обертовим і нерухомим дисками і постаченим приводом обертання, при цьому отвори регулювального диску соосни з отворами обертового і нерухомого дисків, причому пристрій постачений герметичним кожухом, у якому поміщено корпус з розміщеними усередині нього електродвигуном і приводом обертання [3] Недоліком цього відомого пристрою є конструктивна і технологічна складність, а також високий аеродинамічний опір, що приводить до додаткової витрати потужності приводного двигуна Найбільш близьким по технічній сутності і результату, що досягається, (прототип) є пульсатор, що містить циліндричний корпус із вхідним і вихідним каналами і ротором, установленим по осі корпуса і виконаним у вигляді усіченого циліндра, що відрізняється тим, що вихідний канал виконаний у вигляді прямокутної ділянки на бічній поверхні корпуса, рівномірно перфорованого ідентичними по геометричних розмірах отворами круглої форми, подовжні осі яких орієнтовані по радіусі корпуса [4] Однак конструкція, прийнята за прототип, не дозволяє регулювати величину скважності повіт (О (О ю 57662 ряного потоку, тобто відношення тривалості одного імпульсу до тривалості періоду пульсації, а також забезпечити створення вторинного пульсуючого повітряного потоку з можливістю зсуву імпульсів по фазі, що не дозволяє застосувати прототип при пульсуючій подачі повітряних потоків утопку з киплячим шаром В основу винаходу поставлена задача удосконалення конструкції пристрою, у якій за рахунок постачання новими елементами та оригінальним компонуванням забезпечується створення вторинного пульсуючого повітряного потоку з одночасним регулюванням скважності і зсуву імпульсів первинного і вторинного потоків по фазі, а також зниження аеродинамічного опору повітряним потокам 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 вихідним каналами, ротор, установлений по осі корпуса і зв'язаний із приводним валом, ВІДПОВІДНО ДО винаходу постачено регулювальним механізмом, а ротор виконаний у виді крильчатки з трьома лопатьми, опуклими в поперечному перерізі убік обертання приводного вала, а корпус постачений додатковим вихідним каналом, причому осі симетрії вихідних каналів розташовані в одній площини під кутом 135° щодо вхідного каналу, при цьому діаметр кожного вихідного каналу дорівнює половині діаметра крильчатки ротора, а діаметр вхідного каналу в 1,5 рази більше діаметра вихідного, причому в корпусі коаксиально встановлена нерухома втулка з вікнами, поперечні осі яких збігаються з подовжніми осями каналів, а ширина вікон дорівнює чи менше ширини лопаті ротора, при цьому між внутрішньою циліндричною поверхнею корпуса і втулкою встановлені два сегменти з виступами, що входять у вікна нерухомої втулки з можливістю кутового повороту щодо подовжньої осі корпуса і перекриття вихідних каналів, причому один сегмент установлений з можливістю повороту по напрямку обертання приводного вала, а другий - проти, при цьому внутрішні циліндричні поверхні нерухомої втулки і виступів сегментів виконані по одній утворюючий, з якими контактують лопаті крильчатки ротора, а сегменти поза виступами кінематично зв'язані з регулювальним механізмом Постачання корпуса додатковим вихідним каналом дозволяє одержати потік вторинного пульсуючого повітря для топки з киплячим шаром Регулювання скважності в діапазоні від 0 до 0,5 і зсув імпульсів первинного і вторинного повітряних потоків по фазі забезпечується перекриттям вихідних каналів корпуса сегментами, установленими між внутрішньою поверхнею корпуса і нерухомою втулкою з можливістю кутового повороту щодо подовжньої осі корпуса і кінематично зв'язаними з регулювальним механізмом 3 цією же метою діаметр кожного вихідного каналу корпуса дорівнює половині діаметра крильчатки ротора, а діаметр вхідного каналу виконаний у 1,5 рази більше діаметра вихідного Для зменшення ВИТІКІВ повітря між каналами сегменти виконані з виступами, що входять у вікна нерухомої втулки, поперечна вісь яких збігається з подовжніми осями каналів, причому їхні внутрішні поверхні утворю ють циліндричну поверхню, усередині якої розташований з гарантованим зазором ротор у виді крильчатки з трьома лопатьми, ширина яких дорівнює чи більше ширини вікон нерухомої втулки Для зменшення аеродинамічного опору повітряним потокам при постійному діапазоні регулювання скважності, осі симетрії каналів розташовані в одній площині під кутом 135° щодо вхідного каналу Для створення додаткового моменту, що крутить, який сприяє зменшенню потужності приводного двигуна, лопаті крильчатки ротора виконані опуклими в напрямку обертання приводного вала Згідно З [5], при опуклості лопатів у бік, зворотний напрямку обертання приводного вала, маємо Pi = p-Q -u -(1-cosa), де Р - сила, що діє на лопать, Н, р - ЩІЛЬНІСТЬ повітряного потоку, кг/м3, Q - витрата, м3/с, и - швидкість потоку, м/с, a - кут сходу потоку з перешкоди При опуклості лопатів у бік співпадаючий з напрямком обертання приводного вала Р2 = 2р • Q • и Як видно з приведених формул Рг перевищує Рі більш ніж у 2 рази, що створює додатковий момент, що крутить, убік обертання приводного вала Сутність винаходу пояснюється кресленнями, Де на фіг 1 зображений пристрій, поперечний розріз, на фіг 2 - розріз А - А на фіг 1 Пристрій містить циліндричний корпус 1 із вхідним 2 і вихідними 3 і 4 -каналами, осі симетрії яких розташовані в одній площині під кутом 135° щодо вхідного каналу 2, ротор 5, виконаний у виді крильчатки з лопатьми 6, установлений по осі корпуса 1 і зв'язаний із приводним 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 кінематично зв'язані з регулювальним механізмом 14, виконаним, наприклад, у виді зубчастої передачі Лопаті 6 крильчатки ротора 5 виконані з опуклістю 15 убік напрямку обертання приводного вала 7 Пристрій працює таким чином Повітряний потік надходить на вхід каналу 2 корпусу 1 і через вікно 9 попадає у внутрішню порожнину нерухомої втулки 8 при роторі 5 з крильчаткою 6 Ротор 5, що обертається, по черзі з'єднує чи відтинає вікна 9, 10 і 11 нерухомої втулки 8, регулюючи пульсацію повітряних потоків у вихідних каналах 3 і 4 корпусу 1 За один оборот ротора 5 у каналах 3 і 4 повітряний потік пульсує тричі Зарахунок 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, кінематично зв'язаним із сегмен 57662 6 тами 12, розташованими між внутрішньою поверх2 Н С Рассудов, А Е Варламова «О применею корпуса 1 і нерухомою втулкою 8 Сегменти нении импульсной подачи воздуха в топках с ки12, повертаючись на заданий кут у вікнах 10 і 11, пящим слоем» Теплоэнергетика, № 1,1983, с 62 зменшують чи збільшують прохідний перетин ви64 хідних каналів 3 і 4 корпусу 1 3 А с СССР № 1597637, кл G01L27/00, Б И №37,1990 Джерела інформації 1 К Е Махорин, П А Хинкис «Сжигание топ4 А с СССР № 1418521, кл F15B21/12, Б И лива в псевдоожиженном слое», -Киев, Наукова №31, 1988 думка, 1989, 201 с (пп III З, IV 3, мал IV 5, с 5 М М Маковозов «Гидравлика и гидравли111 ) ческие машины» -М Машгиз, 1962,427 с (с 248) Комп'ютерна верстка Н Лисенко Підписано до друку 05 07 2003 Тираж39 прим Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, Львівська площа, 8, м Київ, МСП, 04655, Україна ТОВ "Міжнародний науковий комітет", вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна