Автoры: Шарапoв Анатoлий Михайлoвич, Шарапoв Михаил Анатoльевич
Изoбретение oтнocитcя к теплoэнергетике, в чаcтнocти к технoлoгии cжигания тoплива в виде измельченных раcтительных oтхoдов, и обеcпечивает при его иcпользовании надежную продувку топливовоздушного канала потоком воздуха. Указанный техничеcкий результат доcтигаетcя в эжекционном питателе топлива, включающем канал дозированной подачи топлива, канал подачи воздушного потока и канал подачи воздушно-топливной cмеcи в камеру cгорания, причем под каналом дозированной подачи топлива в меcте cоединения канала дозированной подачи топлива c каналом подачи воздушного потока cмонтирован ограничитель объема топлива c наклоном в cторону камеры сгорания и образованием зазоров для прохождения воздуха между верхней и нижней внутренними поверхностями канала подачи топливовоздушной смеси. 1 ил.
Известна вихревая топка, при помощи которой осуществляется сжигание растительных отходов (см. патент РФ
2228489 «Вихревая топка»). В известной вихревой топке с двумя камерами сгорания, камерой дожигания, двумя газоперепускными окнами, обмуровкой, конвективной зоной дозированния подача топлива в канал подачи воздушно-топливной смеси осуществляется при помощи питателя топлива, смонтированного в канале подачи топлива. При этом по окончании работы котла и соответственно камер сгорания топлива сыпучее топливо еще некоторое время продолжает поступать и ссыпаться в канал подачи топливовоздушной смеси и в отдельных случаях при продолжительном простое котла топливо в топливовоздушном канале спрессовывается, слеживается и в дальнейшем не поддается продувке воздушным потоком, что и можно отнести к его недостаткам.
Известен более совершенный по конструкции питатель сыпучего топлива, используемый в циклонной топке по заявке РФ
96102199/06 от 06.02.1996 г. - прототип. Питатель содержит канал подачи сыпучего топлива со смонтированным на нем дозатором, канал подачи воздушного потока и топливовоздушной смеси в камеру сгорания топлива. В соединении канала подачи топлива и канала подачи воздушного потока и топливовоздушной смеси установлен усеченный раструб вершиной вниз. Известный питатель уменьшает объем непроизвольно ссыпающегося топлива на нижнюю внутреннюю поверхность воздушного и топливовоздушного канала при остановке работы котла, но из за наличия выступающей части раструба, входящего в воздушный и топливовоздушный канал, не обеспечивает продувку слежавшегося топлива из-под раструба, что и является его недостатком.
Задачей предлагаемого изобретения является устранение недостатков прототипа, в частности создание конструкции питателя, не зависящей от времени нахождения топлива, склонного к слеживанию, в топливовоздушном канале и обеспечение надежной продувки (очистки) воздушным потоком топливовоздушного канала.
Поставленная задача достигается тем, что под каналом дозированной подачи топлива в месте соединения канала дозированной подачи топлива с каналом подачи воздушного потока смонтирован ограничитель объема топлива с наклоном в сторону камеры сгорания и образованием зазоров для прохождения воздуха между верхней и нижней внутренними поверхностями канала подачи топливовоздушной смеси.
Соединение канала дозированной подачи топлива с каналом подачи воздушного потока выполнено при помощи раструба, исполненного в виде полой усеченной преимущественно четырехсторонней пирамиды с основанием, выполненным на уровне поверхности канала подачи топливовоздушной смеси.
Угол наклона стенок раструба выполнен меньшим углу естественного откоса используемого топлива на 3
20°.
Угол наклона ограничителя объема топлива, смонтированного в раструбе, составляет 5
45°.
Верхний край наклонного ограничителя смонтирован в раструбе от вертикальной оси канала дозированной подачи топлива на расстоянии, превышающем угол наклона воображаемой задней стенки раструба на 5
20%, а нижний край наклонно смонтированного ограничителя объема выполнен на расстоянии плюс-минус 520% от воображаемого продолжения передней стенки раструба.
Канал подачи топливовоздушной смеси в камеру сгорания снабжен герметичным, открывающимся смотровым окном.
Угол наклона канала подачи воздушного потока к каналу подачи топливовоздушной смеси выполнен равным 5
90°.
Канал подачи топливовоздушного потока в камеру сгорания выполнен с наклоном вниз под углом 0
18°.
Новизной предложенного питателя является установка под каналом дозированной подачи топлива в месте соединения канала дозированной подачи топлива с каналом подачи воздушного потока ограничителя объема топлива, смонтированного с наклоном в сторону камеры сгорания и образованием зазоров для прохождения воздуха, между верхней и нижней внутренними поверхностями канала подачи топливовоздушной смеси.
Так, наличие ограничителя объема топлива, поступающего в канал подачи топливовоздушной смеси, снижает и ограничивает объем самопроизвольно ссыпающегося в топливовоздушный канал топлива, а его наклон в сторону камеры сгорания предопределяет перемещение топлива в сторону камеры сгорания при последующей продувке канала воздушным потоком. Наличие зазоров вверху и внизу между наклонным ограничителем и стенками воздушно-топливного канала обеспечивает в дальнейшем надежное выдувание находящегося в нем топлива в камеру сгорания.
Дополнительные признаки, характеризующие предлагаемое изобретение, такие как выполнение угла наклона стенок раструба меньшим угла естественного откоса используемого топлива на 3
20°, монтаж ограничителя под углом 545°, наличие герметичного смотрового открывающегося окна, а также установка канала подачи воздушного потока к каналу подачи топливовоздушной смеси в 590° и выполнение канала подачи топливовоздушного потока в камеру сгорания с наклоном вниз под углом 018°, являются признаками дополнительными, раскрывающими конкретное исполнение основных признаков, и направлены на достижение поставленной изобретением задачи.
Выполнение стенок раструба под углом, меньшим углу естественного откоса используемого топлива, предотвращает уплотнение топлива, находящегося в топливовоздушном канале со стороны стенок раструба, которые не оказывают давления на упавшее в топливовоздушный канал топливо.
Установка верхнего края ограничителя объема по отношению к вертикальной оси канала подачи топлива на расстоянии, превышающем угол наклона воображаемой задней стенки раструба на 5
20%, предотвращает падение топлива с верхней стороны ограничителя в канал подачи воздушного потока, а установка нижнего края ограничителя на расстоянии плюс-минус 520% от воображаемого продолжения передней стенки раструба создает условия, при которых попадающее на ограничитель топливо частично ссыпается на дно топливовоздушного канала и при продувке воздухом легко выталкивается в камеру сгорания, увлекая за собой остававшуюся часть топлива.
На чертеже показан предлагаемый эжекционный питатель топлива.
Эжекционный питатель топлива для вихревой топки состоит из канала 1 подачи топлива, соединенного либо непосредственно с топливовоздушным каналом 2, либо при помощи конусообразного раструба 3. В месте соединения каналов 1 и 2 смонтирован ограничитель 4 объема топлива, ссыпающегося в топливовоздушный канал 2. На продолжении 5 канала подачи топливовоздушной смеси смонтировано герметичное смотровое окно 6. Ограничитель 4 выполнен в виде пластины, смонтированной под углом 5
45°. При установке ограничителя 4 с наклоном менее 5° его эффективность резко снижается, а при установке ограничителя 4 под углом более 45° снижается эжекционная тяга, в результате чего подача топлива в камеру сгорания может осуществляться с перебоями. Воздушный поток (дутье) подается по воздушному каналу 7. Угол естественного откоса топлива показан пунктирной линией 8.
Наличие на продолжении канала подачи топливовоздушной смеси герметичного, открывающегося смотрового окна 6 позволяет периодически визуально наблюдать за работой питателя, и в непредвиденных случаях, когда, например, при попадании посторонних предметов через смотровое окно 6 можно прочищать канал подачи топливовоздушный смеси.
Угол наклона канала 7 подачи воздушного потока к каналу 3 подачи топливовоздушной смеси в 5
90° в зависимости от конструкции котла позволяет осуществить необходимую привязку питателя к топке котла.
Выполнение канала 3 подачи топливовоздушного потока в камеру сгорания с наклоном вниз под углом 0
18° обеспечивает вращение горящего топливовоздушного вихря в полости камеры сгорания топлива.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
Топливо из бункера по каналу 1 поступает на наклонно смонтированный ограничитель 4 объема. Воздушный поток, поступающий по воздушному каналу 7, подхватывает топливо и подает его в камеру сгорания (на чертеже не показано). Одновременно за счет эжекции осуществляется постоянная вытяжка топлива из канала 1 подачи топлива. В случае непроизвольного попадания сыпучего топлива на наклонный ограничитель 4 и его скопления на нем при последующем запуске дутья воздушный поток, воздействуя через зазоры над ограничителем и под ним, выталкивает топливо в камеру сгорания и дальнейшая работа топки котла идет без перебоев. В случае остановки котла на более длительное время или временное использование другого топлива, не предназначенного для сжигания в вихревой топке, очередная продувка воздухом очищает раструб 3 питателя и канал 2 подачи топливовоздушной смеси. Топливо, попадая в камеру сгорания сгорает, нагревая газовоздушный поток, который, в свою очередь, отдает тепло через стенки труб конвективной зоны теплоносителю.
В настоящее время на предлагаемый эжекционный питатель разработана техническая документация, изготовлено несколько опытных питателей, проведены испытания.
Предварительные результаты испытаний питателя дали положительные результаты. Топливо не слеживалось над ограничителем объема и легко при подаче дутья передавалось в камеру сгорания.
Принято решение о производстве котлов, осуществляющих предлагаемый способ.
