Теплогенератор з ґнотовим пальником

Теплогенератор з ґнотовим пальником, який містить корпус з захисною ґраткою, паливною єм 3 відбувається лише коло границь факела. З цим пов'язана велика довжина факелу, можливість його охолодження в кінцевій зоні і як результат хімічний недопал палива. Найбільш близьким до технічного рішення, що заявляється, і яке обрано за прототип, є нагрівальний апарат, що описаний в [2]. Він відноситься до ґнотових пальників на рідкому паливі з застосуванням капілярного ефекту. Нагрівальний апарат містить корпус на якому розміщено ґратку, паливний бачок з накопичувальним блоком, який з'єднано трубопроводами з живильним вузлом і регулюючим елементом з ґнотовим пальником. Пальник виконано в вигляді порожнистої кільцевої чашки, на якій розміщено два коаксіальних перфорованих циліндра, встановлених всередині запобіжного ковпака, закритого сіткою, при цьому в чашці розміщено ґніт з замкнутою твірною. Бокові стінки ґнотового пальника повторюють форму ґноту. Відкритий торець відповідної стінки чашки відігнуто горизонтально: зовнішній - назовні, а внутрішній всередину чашки з утворенням вертикального краю на кожній стінці для встановлення перфорованих циліндрів. Недоліком пристрою - прототипу є недостатньо інтенсивна подача окислювача (повітря), яка відбувається самопливом (вільною конвекцією), що може призвести до недопалу і, як результат, до недопустимо високої концентрації монооксиду вуглецю (СО) в продуктах згоряння. Крім того обмеження, які накладає вільна конвекція в подачі окислювача, звужують робочий діапазон пальника. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення пристрою для спалювання рідкого палива шляхом організації його мікрофакельного горіння в вихровому потоці для покращенні ступеня повноти згоряння палива зі стабілізацією процесу при нерозрахункових витратах повітря за допомогою створення додаткової поверхні випаровування палива на ґноті. Поставлена задача вирішується тим, що в пристрої для спалювання рідкого палива, який містить корпус з захисною граткою, паливною ємністю з ґнотовим пальником, додатково розміщують первинну камеру згоряння і камеру допалювання, а гніт виготовляють з вогнетривкого матеріалу в вигляді циліндра, діаметр якого менший за внутрішній діаметр первинної камери згоряння, а висота більша за рівень рідкого палива в паливній ємності, причому ґніт розміщують на дні паливної ємності, а на проміжок між бічною циліндричною поверхнею ґноту і внутрішньою стінкою первинної камери згоряння спрямовують виходи не менш ніж двох сопел подачі окислювача, які розташовані на бічній поверхні первинної камери згоряння і живляться за допомогою вентилятора. Пристрій з переліченими ознаками дозволяє покращити процес спалювання завдяки тому, що зона горіння розбивається на декілька окремих факелів, число яких не менше числа сопел, що дозволяє покращити перемішування палива з окислювачем і досягти більшої повноти згоряння. Крім того тангенційне підведення повітря створює тороподібний вихор як над поверхнею рідкого палива, так і над поверхнею ґноту, що спричиняє утво 87056 4 рення зони пониженого тиску в його центрі [3]. Цим забезпечується рециркуляція продуктів згоряння до поверхонь ґноту і палива, його додатковий підігрів, випаровування рідкого палива і утворення горючої суміші. Крім того, на поверхні ґноту відбувається додаткове випаровування рідкого палива, кількість якого залежить від температури в первинній камері згоряння, що забезпечує саморегулювання пальника, що в свою чергу призводить до покращення процесу горіння. Наявність двох камер згоряння - первинної, та камери допалювання зменшує нерівномірність температурного поля, що сприяє зниженню утворення оксидів азоту. Всі відмінні ознаки запропонованого пристрою сприяють задачі вдосконалення процесу спалювання рідкого палива шляхом організації його мікрофакельного горіння в вихровому потоці для покращення ступеня повноти згоряння палива і зменшення шкідливих викидів. Винахід, що заявляється, ілюструється кресленням (Фіг.). Пристрій складається з корпусу 1, в нижній частині якого знаходиться ємність для рідкого палива 2. У внутрішньому просторі корпусу влаштовані первинна камера згоряння 3, та камера допалювання 4. Вентилятор 5 подає повітря в сопла 6 первинної камери згоряння, та сопла 7 камери допалювання. Концентричні екрани 8 і 9 подовжують шлях газів, що утворюються в результаті процесу спалювання, які врешті решт викидаються через вихідний патрубок 10. В центрі ємності для рідкого палива знаходиться гніт циліндричної форми 11. Пристрій працює наступним чином. Рідке паливо подається в ємність 2. Вентилятор 5 нагнітає повітря в сопла 6 та 7, утворюючи закручений повітряний потік з пониженим тиском в центрі. Пара рідкого палива підпалюється свічкою запалювання (на малюнку не показана). В камері згоряння утворюються факели полум'я біля кожного сопла. Цим досягається інтенсивне перемішування палива і окислювача. Горіння в умовах надлишку палива в первинній камері згоряння дозволяє розподіляти виділення теплоти між первинною камерою згоряння 3, та камерою допалювання 4 і цим зменшувати максимальну температуру процесу. Це сприяє зменшенню викидів оксидів азоту. Вихровий рух парогазової суміші навколо циліндричного ґноту 11 забезпечує можливість інтенсифікації процесу випаровування палива з поверхні ґноту у відповідності з витратою окислювача, що дає можливість підтримувати співвідношення паливо-окислювач в прийнятних межах. Закручування потоків як в первинній камері згоряння 3, так і в камері допалювання 4, створює зону пониженого тиску на осі камер і викликає рециркуляцію гарячих газів до кореня основного факелу. З одної сторони це забезпечує прогрів палива перед процесом спалювання, що зменшує викиди моноокису вуглецю (CO). З другої сторони прогрів поруватого матеріалу ґноту збільшує приплив рідкого палива до поверхні випаровування внаслідок капілярних сил. Це явище також сприяє саморегулюванню процесу горіння і в кінцевому рахунку збільшенню діапазо 5 87056 ну режимів роботи. Перед тим, як вийти через патрубок 10 в димову трубу (на малюнку не показана) і в атмосферу, продукти згоряння виконують два повороти, омиваючи екрани 8 і 9. Збільшення шляху і часу перебування продуктів згоряння в зоні високих температур сприяє додатковому перемішуванню і закінченню реакцій окислювання, що зменшує викиди моноокису вуглецю (CO). Перед тим, як залишити теплогенератор продукти згоряння проходять повз внутрішню поверхню корпусу 1, який завдяки розвиненій зовнішній поверхні (ребра на малюнку не показані) інтенсивно віддає теплоту в навколишнє середовище. Таким чином підвищується ККД теплогенератора. Комп’ютерна верстка Г. Паяльніков 6 Джерела Інформації 1. Патент України 38269 А МПК 7 F23G5/30, 7/05 Пристрій для спалювання відпрацьованого масла. Хлєбніков О.Є., Борисов І.І., Варганов І.С, Халатов A.A. (UA) 2000063476; Заявл. 15.06.2001; Опубл. 27.02.2002 2. Российский патент 2180076 МПК 7 F23GD3/02, Нагревательный аппарат. Фалько Л.Н., Лексаков В.Г. (RU) 2001115969/06; Заявл. 14.06.2000; Опубл. 15.05.2001 3. Смульский И.И. Аэродинамика и процессы в вихревых камерах. - Новосибирск: ВО «Наука», 1992. - 300с. Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601