Опалювальний реактор для спалювання палива без доступу атмосферного повітря

Реферат: Опалювальний реактор для спалюванням палива без доступу атмосферного повітря складається з корпусу з димарем, навколо якого розміщений парогенератор, камери згорання з колосниками, яка виконана з можливістю подачі в неї палива і водяної пари. Між парогенератором і димарем розміщена додаткова камера, з'єднана з атмосферою і виконана з можливістю регулювання в ній швидкості масообміну атмосферного повітря. UA 111882 U (12) UA 111882 U UA 111882 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі енергетики, а саме до способу спалювання палива в опалювальних пристроях, і може бути використана в житлово-комунальному господарстві для забезпечення опалювання, гарячого водопостачання та ін. Відомий опалювальний котел, що містить вертикальний циліндровий корпус з димарем, кожух, встановлений на корпусі котла із забезпеченням водяної сорочки, циліндровий теплообмінник, встановлений у верхній частині корпусу котла із зазором, камеру згорання палива, встановлену в нижній частині корпусу котла, в якій виконаний отвір для подачі палива, дверний отвір, засіб подачі повітря, при цьому в камеру згорання палива встановлений похилий випарний майданчик так, що верхній край похилого випарного майданчика розташований з боку дверного отвору, а отвір для подачі палива також виконаний з боку дверного отвору, і в нього встановлена трубка подачі палива, при цьому трубка подачі палива встановлена безпосередньо на верхній край похилого випарного майданчика, а засіб подачі повітря виконаний у вигляді вентилятора, закріпленого на дні кожуха котла (патент RU № 2546370, 15 МПК F 24Н 1/00, 1/24, опубл. 10.04.2015). Недоліком даного опалювального котла є низька ефективність згорання палива і неможливість регулювання процесу отримання пари. Як прототип взятий пристрій для ефективного спалювання палива без доступу атмосферного повітря, що складається з опалювального котла з димарем і камери згорання, виконаної з можливістю подачі палива, який відрізняється тим, що опалювальний котел додатково обладнаний парогенератором, стінки якого виконані подвійними з можливістю заповнення простору між ними водою, при цьому парогенератор встановлений на димарі або виконує роль димаря, забезпечений системою подачі водяної пари в камеру згорання, системою подачі води, а камера згорання забезпечена колосниками, парогенератор додатково забезпечений системою контролю надлишку водяної пари (патент України на корисну модель № 103458, F23C 9/00 F23C 10/20, F24H 1/24, 10.12.2015, Бюл. № 23). Недоліком даного пристрою є неможливість регулювати процес отримання пари і подачі її в необхідній кількості, при потребі (перед черговим завантаженням палива в процесі роботи реактора, достатній температурі в опалювальному приміщені, необхідності зниження цієї температури) зменшення подачі об'єму пари в камеру згорання, для забезпечення оптимального режиму спалювання палива і температурного режиму в опалювальному приміщені. В основу корисної моделі поставлена задача, розробити такий опалювальний реактор для спалюванням палива без доступу атмосферного повітря, в якого між парогенератором і димарем розміщена додаткова камера, з'єднана з атмосферою і виконана з можливістю регулювання в ній швидкості масообміну атмосферного повітря, додаткова камера споряджена отворами із засувками, розміщеними на її верхній і нижній частині, що дозволило б регулювати процес отримання пари і подачі її в необхідній кількості в камеру згорання, для забезпечення оптимального режиму спалювання палива і температурного режиму в опалювальному приміщені, і підвищити його ефективність. Поставлена задача вирішується тим, що опалювальний реактор для спалюванням палива без доступу атмосферного повітря, який складається з корпусу з димарем, навколо якого розміщений парогенератор, камери згорання з колосниками, яка виконана з можливістю подачі в неї палива і водяної пари, між парогенератором і димарем розміщена додаткова камера, з'єднана з атмосферою і виконана з можливістю регулювання в ній швидкості масообміну атмосферного повітря, додаткова камера споряджена отворами із засувками, розміщеними на її верхній і нижній частині. Розміщення між парогенератором і димарем додаткової камери, з'єднаної з атмосферою і виконаної з можливістю регулювання в ній швидкості масообміну атмосферного повітря, дозволяє регулювати процес отримання пари і подачі її в необхідній кількості, при потребі (перед черговим завантаженням палива в процесі роботи реактора, достатній температурі в опалювальному приміщені, необхідності зниження цієї температури) зменшення подачі об'єму пари в камеру згорання, для забезпечення оптимального режиму спалювання палива і температурного режиму в опалювальному приміщені. Спорядження додаткової камери отворами із засувками, розміщеними на її верхній і нижній частині, дозволяє регулювати об'єм атмосферного повітря, яке входить, а нагріте виходить з цієї камери, регулюючи таким чином швидкість масообміну атмосферного повітря в ній для регулювання процесу отримання пари. На фіг. 1 - зображений опалювальний реактор для спалюванням палива без доступу атмосферного повітря, вигляд спереду; на фіг. 2 - зображений опалювальний реактор для спалюванням палива без доступу атмосферного повітря, вигляд збоку з фрагментами 1 UA 111882 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 поперечного розрізу; на фіг. 3 - зображений фрагмент камери випарування і додаткової камери, у розрізі; на фіг. 4 - зображений фрагмент додаткової камери, вигляд зверху. Опалювальний реактор для спалюванням палива без доступу атмосферного повітря влаштований таким чином. Реактор складається з корпусу 1 з димарем 2, навколо якого розміщений парогенератор 3, камери 4 згорання з колосниками 5 і каталізатором 6 (наприклад, залізного або нікелевого), камера виконана з можливістю подачі в неї палива, повітря і водяної пари. Для цього корпус 1 споряджений дверцятами 7 і 8 та системою патрубків 9 з форсунками 10 і колектором 11, який з'єднаний трубкою 12 з верхньою частиною парогенератора 3. Для поповнення його водою передбачений отвір 13 із заглушкою 14, можливий варіант виконання його із системою подачі води і, після нагрівання, відведення її за призначенням (на кресленнях не показано). На трубці 12, яка частково розміщена в корпусі 1, встановлена засувка 15. Між парогенератором 3 і димарем 2 розміщена додаткова кільцева камера 16, виконана з можливістю з'єднання з атмосферою і регулювання в ній швидкості масообміну атмосферного повітря за допомогою отворів 17, 18 із засувками 19, розміщеними на її верхній і нижній частині. Засувки 19 закріплені на осях 20, споряджених ручками 21. Осі 20 проходять через ущільнені отвори (на кресленнях не показано) в стінках додаткової кільцевої камери 16. На парогенераторі 3 встановлений запобіжний клапан 22 і манометр 23. Корпус реактора має ніжки 24. Опалювальний реактор для спалюванням палива без доступу атмосферного повітря працює таким чином. В камеру згорання 4 на колосники 5 через дверцята 7 завантажують паливо (дрова, вугілля, пелети) і підпалюють, дверцята 7 закривають. Парогенератор 3 заповнений водою, дверцята 8 відкриті, засувка 15 на трубці 12 закрита, засувки 19 на камері 16 закривають отвори 17 і 18. Під час згорання палива з доступом повітря гарячі димові гази піднімаються вверх в димарі 2, віддають своє тепло через додаткову кільцеву камеру 16 парогенераторові 3 і нагрівають там воду, з якої виділяється пара. При досягненні заданого тиску в парогенераторові 3, контроль за допомогою манометра 23, дверцята 8 закривають і відкривають засувку 15. Пара з парогенератора 3 через трубку 12, де додатково перегрівається в її частині, яка проходить в камері 4 згорання, рухається в колектор 11 і систему патрубків 9 з форсунками 10 та потрапляє через колісники 5 на розжарений каталізатор 6, при цьому температура горіння палива досягає 400-980 °C. Відбувається піроліз водяної пари на водень і кисень. Кисень окислює паливо та підтримує його горіння. Водень після дисоціації водяної пари також інтенсивно згорає, в результаті чого досягається інтенсивне виділення додаткового тепла, сумарна кількість якого перевищує теплотворність даного конкретного палива. При цих температурах всі хімічні реакції проходять з великою швидкістю. Горіння палива в цих умовах дозволяє одночасно збільшити кількість корисного тепла до 30 %, а також понизити його втрати на розігрів димових газів і підвищити пірометричний ефект горіння. Кисень, що виділяється, забезпечує якісне горіння палива. Дослідним шляхом встановлено стабільне збільшення часу горіння всіх видів палива, при цьому збільшується кількість корисного тепла. При горінні палива з димаря не йде дим. Оскільки в камеру згорання палива не надходить повітря, що містить азот, зменшуються викидання діоксиду азоту в атмосферу. Це дозволяє значно знизити викидання шкідливих речовин в атмосферу та економити паливо, в порівнянні з відомим способом його спалювання. У процесі роботи реактора, при потребі (перед завантаженням палива в процесі роботи реактора, достатній температурі в опалювальному приміщені, необхідності зниження цієї температури) зменшення подачі об'єму пари в камеру 4 згорання, засувки 19 в необхідній кількості відкривають на додатковій камері 16 і атмосферне повітря з опалювального приміщення через отвори 17 надходить в порожнину цієї камери, а гаряче за рахунок конвенції через отвори 18 виходить в атмосферу - в це приміщення. При цьому відбувається охолодження повітря в кільцевій камері 16 і зниження температури води і пари в газогенераторі 3 із зменшенням об'єму його утворення і подавання в камеру згорання 4, що дозволяє створювати в ній оптимальний режим спалювання палива і оптимальний регульований температурний режим в опалювальному приміщені. Саме тому дане технічне рішення у сукупності з новими суттєвими ознаками забезпечує підвищення його ефективності. 55 ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ 60 1. Опалювальний реактор для спалюванням палива без доступу атмосферного повітря, що складається з корпусу з димарем, навколо якого розміщений парогенератор, камери згорання з колосниками, яка виконана з можливістю подачі в неї палива і водяної пари, який відрізняється 2 UA 111882 U 5 тим, що між парогенератором і димарем розміщена додаткова камера, з'єднана з атмосферою і виконана з можливістю регулювання в ній швидкості масообміну атмосферного повітря. 2. Опалювальний реактор для спалюванням палива без доступу атмосферного повітря за п. 1, який відрізняється тим, що додаткова камера споряджена отворами із засувками, розміщеними на її верхній і нижній частині. 3 UA 111882 U 4 UA 111882 U Комп’ютерна верстка О. Гергіль 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 5