Пристрій для спалювання газу

Реферат: Пристрій для спалювання газу містить корпус з розташованим у ньому вузлом розподілу газу, виконаним у вигляді паралельно встановлених стабілізаторів полум'я, кожний з яких складається з порожнього обтічного корпусу з розміщеними на корпусі кожного стабілізатора полум'я двома рядами газорозподільних отворів і хвостовиком, вихороутворювач. Пристрій додатково містить встановлений симетрично по осі між стабілізаторами полум'я та приєднаний до корпусу щонайменше двома кріпильними опорами вузол регулювання швидкості подачі окислювача, який виконаний у вигляді паралелепіпеда, встановленого з можливістю змінювання його висоти регулюючим кулачковим механізмом. UA 104346 U (54) ПРИСТРІЙ ДЛЯ СПАЛЮВАННЯ ГАЗУ UA 104346 U UA 104346 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до пристроїв для спалювання газоподібного палива при його змішуванні з повітрям і може бути використана в галузях, де необхідна робота в широкому діапазоні регулювання по витраті палива з високою ефективністю його спалювання і малою токсичністю продуктів згоряння. Відомий пристрій для спалювання газу (див. патент України на корисну модель № 35108, МПК F23Q 13/00, заявл. 15.05.2008 р., опубл. 26.08.2008 p.), що містить корпус з вузлом розподілу газоповітряної суміші, причому вузол розподілу газоповітряної суміші виконаний у вигляді, як мінімум, одного стабілізатора полум'я, що містить корпус у вигляді порожнього обтічного профілю з газорозподільними отворами і хвостовиком, при цьому хвостовик стабілізатора оснащений, як мінімум, одним вихороутворювачем, а на корпусі стабілізатора розташований, як мінімум, один інтенсифікатор тривимірної течії, розташований за газорозподільними отворами і нижче рівня потоку, де інтенсифікатор тривимірної течії виконаний у вигляді слабообтічних тіл різної конфігурації. У відомому пристрої при зміні його потужності змінюється інтенсивність змішування, а розподіл газу по перетину фронту пристрою для спалювання газу стає нерівномірним. Недоліком даного пристрою є недостатня ефективність згоряння газу через нерівномірний розподіл газу по перетину фронту пристрою для спалювання газу і, відповідно, нерівномірності концентраційного складу газоповітряної суміші на виході з пристрою для спалювання газу, а також через те, що при зміні потужності пристрою змінюється інтенсивність змішування. Процес одержання товарного продукту є дорогим, а вихід придатного є низьким. Найближчим аналогом корисної моделі є пристрій для спалювання газу (див. патент України на корисну модель № 66662, МПК F23Q 13/02, F23R 3/32, заявл. 29.06.2011р., опубл. 10.01.2012 р.), що містить корпус з розташованим у ньому вузлом розподілу газу, виконаним у вигляді щонайменше двох паралельно встановлених стабілізаторів полум'я, кожний з яких складається з порожнього обтічного корпусу з розміщеними на корпусі кожного стабілізатора полум'я щонайменше двома рядами газорозподільних отворів і хвостовиком і щонайменше одним розташованим перпендикулярно поздовжній осі стабілізатора полум'я вихороутворювачем, виконаним у вигляді поглиблення. Відомий пристрій не забезпечує необхідну довжину зони високого градієнта температур і рівномірність розподілу газу по перетину фронту пристрою для спалювання газу. Це не дозволяє оптимізувати умови горіння. Тому недоліком даного пристрою є недостатня ефективність згоряння газу через нерівномірний розподіл газу по перетину фронту пристрою для спалювання газу і, відповідно, нерівномірності концентраційного складу газоповітряної суміші на виході з пристрою для спалювання газу, а також через те, що при зміні потужності пристрою змінюється інтенсивність змішування. Процес одержання товарного продукту є дорогим, а вихід придатного - низьким. Особливо це характерно при використанні відомого пристрою в мартенівських печах, барабанних печах випалювання. В основу корисної моделі поставлена задача удосконалення пристрою для спалювання газу, в якому введення нових конструктивних елементів і нових зв'язків між елементами, а також нове виконання елементів пристрою забезпечують при зміні потужності пристрою збереження інтенсивності змішування та рівномірність розподілу газу по перетину фронту пристрою для спалювання газу, що дозволяє оптимізувати умови горіння, тобто покращити параметри факела - досягти максимальної температури при заданій довжині факела, здешевити процес одержання товарного продукту, а також підвищити вихід придатного. Поставлена задача вирішується тим, що відомий пристрій для спалюваннягазу, що містить корпус з розташованим у ньому вузлом розподілу газу, виконаним у вигляді щонайменше двох паралельно встановлених стабілізаторів полум'я, кожний з яких складається з порожнього обтічного корпусу з розміщеними на корпусі кожного стабілізатора полум'я щонайменше двома рядами газорозподільних отворів і хвостовиком і щонайменше одним розташованим перпендикулярно поздовжній осі стабілізатора полум'я вихороутворювачем, виконаним у вигляді поглиблення, згідно з корисною моделлю, додатково містить встановлений симетрично по осі між стабілізаторами полум'я та приєднаний до корпусу щонайменше двома кріпильними опорами вузол регулювання швидкості подачі окислювача, який виконаний у вигляді паралелепіпеда, встановленого з можливістю змінювання його висоти регулюючим кулачковим механізмом, при цьому ширина паралелепіпеда дорівнює ширині стабілізаторів полум'я. Згідно з корисною моделлю, передня та задня сторони паралелепіпеда складаються з двох частин, з'єднаних шарнірним блоком. 1 UA 104346 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Згідно з корисною моделлю, на сторонах паралелепіпеда закріплений регулюючий кулачковий механізм, з'єднаний штангою з рукояткою керування вузлом регулювання швидкості подачі окислювача. Причинно-наслідковий зв'язок між сукупністю суттєвих ознак пристрою, що заявляється, і технічним результатом, що досягається, полягає в тому, що: - додатковий вузол регулювання швидкості подачі окислювача, - який встановлений симетрично по осі між стабілізаторами полум'я та приєднаний до корпусу щонайменше двома кріпильними опорами, - та виконаний у вигляді паралелепіпеда, встановленого з можливістю змінювання його висоти регулюючим кулачковим механізмом, - при цьому ширина паралелепіпеда дорівнює ширині стабілізаторів полум'я, у сукупності з відомими ознаками забезпечує при зміні потужності пристрою збереження інтенсивності змішування та рівномірність розподілу газу по перетину фронту пристрою для спалювання газу, що дозволяє оптимізувати умови горіння, тобто покращити параметри факела - досягти максимальної температури при заданій довжині факела, здешевити процес одержання товарного продукту, а також підвищити вихід придатного. Пояснюється це таким чином. Введений додатковий вузол регулювання швидкості подачі окислювача, встановлений симетрично по осі між стабілізаторами полум'я та приєднаний до корпусу щонайменше двома кріпильними опорами, який виконаний у вигляді паралелепіпеда, встановленого з можливістю змінювання його висоти регулюючим кулачковим механізмом, при цьому ширина паралелепіпеда дорівнює ширині стабілізаторів полум'я, забезпечує регулювання об'єму простору, у якому знаходиться окислювач. Тому окислювач подається з постійною швидкістю при різних його витратах. Відповідно, за рахунок використання паралелепіпеда, встановленого з можливістю змінювання його висоти регулюючим кулачковим механізмом, змінюється швидкість подання окислювача, що, у свою чергу, забезпечує створення оптимальної площі перетину для проходу повітря, необхідного для горіння, забезпечує рівномірний перерозподіл потоку газу. Таке виконання пристрою дозволяє поліпшити аеродинамічну структуру потоку газоповітряної суміші та взаємодію зон зворотних струменів за кожним струменем газоповітряної суміші. Ці індивідуальні зони зворотних струменів поєднуються в єдину зону зворотних струменів за системою струменів, що сприяє стабілізації полум'я за рахунок забезпечення рівномірного фронту подачі газу в потоці повітря. При зміні потужності пристрою зберігається інтенсивність змішування та рівномірність розподілу газу по перетину фронту пристрою для спалювання газу, що дозволяє оптимізувати умови горіння, тобто покращити параметри факела - досягти максимальної температури при заданій довжині факела, здешевити процес одержання товарного продукту, а також підвищити вихід придатного. Те, що передня та задня сторони паралелепіпеда складаються з двох частин, з'єднаних шарнірним блоком, а також те, що на сторонах паралелепіпеда закріплений регулюючий кулачковий механізм, з'єднаний штангою з рукояткою керування вузлом регулювання швидкості подачі окислювача, у сукупності з відомими ознаками також забезпечують при зміні потужності пристрою збереження інтенсивності змішування та рівномірність розподілу газу по перетину фронту пристрою для спалювання газу, що дозволяє оптимізувати умови горіння, тобто покращити параметри факела - досягти максимальної температури при заданій довжині факела, здешевити процес одержання товарного продукту, а також підвищити вихід придатного. Таке виконання пристрою також дозволяє суттєво збільшити тривалість горіння за рахунок створення додаткової зони рециркуляції високотемпературних димових газів. Регулювання тривалості горіння залежно від величини витрати газу здійснюється зміною висоти паралелепіпеда завдяки тому, що сторони паралелепіпеда з'єднані шарнірно, при цьому його передня та задня сторони складаються з двох частин, з'єднаних шарнірним блоком, та при зміні висоти з використанням заявленого тягового механізму ці сторони складаються під рівними гострими кутами, що забезпечує необхідну турбулентність газоповітряного потоку. Заявлений пристрій пояснюється кресленням, де зображена схема пристрою для спалювання газу. Пристрій для спалювання газу складається з зовнішнього корпусу 1 і вузла 2 розподілу газу, що містить два жорстко встановлених і паралельних один до одного стабілізатори 3 полум'я, розташованих на відстані t/2 від стінки корпусу 1 і на відстані t один від одного. Стабілізатор 3 полум'я складається з корпусу 4, який виконаний у вигляді порожнього обтічного профілю, що має верхній ряд 5 і нижній ряд 6 газорозподільних отворів 7, розташованих на відстані L один від одного і на відстані X від кінця хвостовика 8. Осі газорозподільних отворів 7 нижнього ряду 6 2 UA 104346 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 зміщені щодо осей газорозподільних отворів 7 верхнього ряду 5 на величину L/2. Кінець хвостовика 8 оснащений торцевим вихороутворювачем 9 у вигляді поглибленої плоскої стінки, розташованої перпендикулярно поздовжній осі стабілізатора 3 полум'я, з довжиною 1 і висотою поглиблення h. Пристрій містить також вузол 10 регулювання швидкості подачі окислювача. Рукоятка 11 керування вузлом 10 регулювання швидкості подачі окислювача з'єднана з ним штангою 12. Вузол 10 регулювання швидкості подачі окислювача встановлений симетрично по осі між стабілізаторами 3 полум'я та приєднаний до корпуса 1 щонайменше двома кріпильними опорами 13. Вузол 10 регулювання швидкості подачі окислювача виконаний у вигляді паралелепіпеда. Регулювання висоти вузла 10 регулювання швидкості окислювача забезпечує кулачковий механізм 14. Вузол 10 регулювання швидкості окислювача виконаний у вигляді паралелепіпеда, передня та задня сторони якого складаються з двох частин, з'єднаних шарнірним блоком 15. Пристрій для спалювання газу працює таким чином. Газ, що подається у вузол 2 для розподілу газу, подають до корпусу 4 стабілізатора 3 полум'я і через верхній ряд 5 і нижній ряд 6 газорозподільних отворів 7 направляють в потік повітря, що набігає, яке подають у корпус 1 пристрою для спалювання газу. Отримана газоповітряна суміш запалюється і стабілізується за рахунок взаємодії з високотемпературними продуктами згоряння, які надходять із зони рециркуляції, утвореної за поглибленою плоскою стінкою вихороутворювача 9 хвостовика 8. Вузол 10 регулювання швидкості подачі окислювача, який встановлений на кріпильних опорах 13 та виконаний у вигляді паралелепіпеда, за допомогою рукоятки 11 керування вузлом 10 регулювання швидкості подачі окислювача та з'єднаної з нею штанги 12 регулює висоту паралелепіпеда. Під дією регулюючого кулачкового механізму 14, закріпленого на сторонах паралелепіпеда, передня та задня сторони якого з'єднані шарнірним блоком 15, ці сторони складаються навпіл і утворюють тотожні гострі кути. Змінювання висоти паралелепіпеда змінює об'єм, який займає окислювач, і, відповідно, змінюється швидкість подачі окислювача що, у свою чергу, забезпечує створення оптимальної площі перетину для проходу повітря, необхідного для горіння, забезпечує рівномірний перерозподіл потоку газу. Таке виконання пристрою дозволяє поліпшити аеродинамічну структуру потоку газоповітряної суміші та взаємодію зон зворотних струменів за кожним струменем газоповітряної суміші. Ці індивідуальні зони зворотних струменів поєднуються в єдину зону зворотних струменів за системою струменів, що сприяє стабілізації полум'я за рахунок забезпечення рівномірного фронту подачі газу в потоці повітря. При зміні потужності пристрою зберігається інтенсивність змішування та рівномірність розподілу газу по перетину фронту пристрою для спалювання газу, що дозволяє оптимізувати умови горіння, тобто покращити параметри факела - досягти максимальної температури при заданій довжині факела, здешевити процес одержання товарного продукту, а також підвищити вихід придатного. Використання корисної моделі дозволяє підвищити повноту та ефективність згоряння палива, забезпечити стійкість запалювання і стабілізацію фронту горіння, необхідну довжину факела полум'я в камері згоряння, відсутність перегрівів елементів пристрою, мінімальний опір по повітряному і газовому трактах, простоту виготовлення і обслуговування пристрою, модульність, що дозволяє конструювати пристрій необхідної потужності. Заявлений пристрій дозволяє покращити техніко-економічні, екологічні показники та підвищити надійність паливовикористовуючого устаткування і може бути використаний для 3 3 спалювання палива з калорійністю від 2000 ккал/м до 12000 ккал/м , таких як природний газ, метан, коксовий газ, доменний газ та їх суміші. Заявлений пристрій може бути виготовлений з використанням відомих технологій з відомих матеріалів і може бути використаний для спалювання газоподібного палива. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 55 60 1. Пристрій для спалювання газу, що містить корпус з розташованим у ньому вузлом розподілу газу, виконаним у вигляді щонайменше двох паралельно встановлених стабілізаторів полум'я, кожний з яких складається з порожнього обтічного корпусу з розміщеними на корпусі кожного стабілізатора полум'я щонайменше двома рядами газорозподільних отворів і хвостовиком і щонайменше одним розташованим перпендикулярно поздовжній осі стабілізатора полум'я вихороутворювачем, виконаним у вигляді поглиблення, який відрізняється тим, що пристрій додатково містить встановлений симетрично по осі між стабілізаторами полум'я та приєднаний 3 UA 104346 U 5 до корпусу щонайменше двома кріпильними опорами вузол регулювання швидкості подачі окислювача, який виконаний у вигляді паралелепіпеда, встановленого з можливістю змінювання його висоти регулюючим кулачковим механізмом, при цьому ширина паралелепіпеда дорівнює ширині стабілізаторів полум'я. 2. Пристрій для спалювання газу за п. 1, який відрізняється тим, що передня та задня сторони паралелепіпеда складаються з двох частин, з'єднаних шарнірним блоком. 3. Пристрій для спалювання газу за п. 1, який відрізняється тим, що на сторонах паралелепіпеда закріплений регулюючий кулачковий механізм, з'єднаний штангою з рукояткою керування вузлом регулювання швидкості подачі окислювача. Комп’ютерна верстка Л. Ціхановська 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 4