ИЗОБРЕТЕНИЕ
Патент Российской Федерации RU2246074

ОГНЕВОЙ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ

ОГНЕВОЙ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ

Имя изобретателя: Литун Д.С. 
Имя патентообладателя: Открытое Акционерное Общество "Всероссийский теплотехнический научно-исследовательский институт" (ВТИ)
Адрес для переписки: 115280, Москва, Автозаводская, 14/23, ВТИ, Патентный отдел
Дата начала действия патента: 2003.05.26 

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для нагрева дутьевого воздуха паровых котлов, работающих на различных видах биологических отходов, при сжигании которых поверхностные воздухоподогреватели в газоходах котла обычно не предусматриваются из-за быстрого заноса и корродирования теплообменных поверхностей под действием агрессивности отходящих газов. Изобретение может быть использовано также в качестве теплогенератора для обогрева и сушки помещений. Огневой воздухонагреватель согласно изобретению содержит установленный в воздуховоде кольцевой топливный коллектор с выходными отверстиями, ориентированными в сторону движения воздуха. Стабилизатор горения выполнен в виде имеющего V или U-образное сечение кольцевого обтекателя, примыкающего раструбом к коллектору по его периферии со стороны набегающего воздушного потока. За топливным коллектором по ходу воздушного потока помещено запальное устройство с постоянно горящим собственным пламенем, снабженное сигнализатором погасания последнего.

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Изобретение относится к области теплотехники и может быть использовано для нагрева дутьевого воздуха паровых котлов, работающих на различных видах биологических отходов.

В таких котлах воздухонагреватели в хвостовой части газохода котла, как правило, не устанавливаются из-за быстрого заноса их золой и высокой агрессивности отходящих газов, что вызывает необходимость частой замены воздухонагревателей. При этом нагрев воздуха отходящими газами котла оказывается недостаточным для обеспечения стабильного горения низкосортного топлива. В огневых воздухонагревателях предусматривается использование высококачественного топлива, что снижает капитальные затраты и обеспечивает нагрев воздуха до температуры, лимитируемой только жаропрочностью используемого металла. Увеличивающиеся эксплуатационные расходы, связанные с дополнительным использованием высокосортного топлива в данном случае оказываются экономически оправданными. Возможно также использование огневых воздухоподогревателей в качестве теплогенераторов, например, для обогрева и сушки помещений.

Известен огневой воздухонагреватель, содержащий установленный в воздуховоде кольцевой топливный коллектор с выходными отверстиями, ориентированными в сторону движения воздуха и стабилизатор горения [1]. Кольцевая форма топливного коллектора способствует выравниванию поля температур по ширине воздуховода. В известном огневом воздухонагревателе предусмотрена камера предварительного смешения топлива с воздухом, а стабилизатор горения выполнен в виде конусообразной решетки на выходе из указанной камеры. Такое выполнение применительно к огневому воздухонагревателю для подачи горячего воздуха в котел неоправданно усложняет его конструкцию, т.к. стопроцентная полнота сгорания топлива в этом случае не обязательна. Это связано с тем, что нагретый воздух из огневого воздухонагревателя подается затем в основное топочное устройство, где происходит дожигание при высокой температуре содержащихся в воздухе продуктов неполного горения. Кроме того, наличие камеры предварительного смешения приводит к тому, что сгорание топлива уже в воздухонагревателе происходит при высокой температуре с соответственно высокими тепловыми нагрузками на элементы его горелочного устройства.

Достигаемым результатом изобретения является упрощение конструкции, повышение надежности стабилизации горения и защита от погасания пламени.

Этот результат обеспечивается тем, что в огневом воздухонагревателе, содержащем установленный в воздуховоде кольцевой топливный коллектор с выходными отверстиями, ориентированными в сторону движения воздуха и стабилизатор горения, согласно изобретению стабилизатор выполнен в виде имеющего V или U-образное сечение кольцевого обтекателя, примыкающего раструбом к коллектору по его периферии со стороны набегающего воздушного потока, а за топливным коллектором по ходу воздушного потока помещено запальное устройство с постоянно горящим собственным пламенем, снабженное сигнализатором погасания последнего.

ОГНЕВОЙ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ ОГНЕВОЙ ВОЗДУХОПОДОГРЕВАТЕЛЬ

На фиг.1 схематически изображен огневой воздухонагреватель согласно изобретению, вид сверху;
на фиг.2 - то же в разрезе по АА фиг.1.

Огневой воздухонагреватель содержит установленный в воздуховоде 1, ограниченном стенками 1.1, кольцевой топливный коллектор 2 с выходными отверстиями 3, ориентированными в сторону движения воздуха, и стабилизатор 4 горения, выполненный в виде имеющего в данном примере V-образное сечение кольцевого обтекателя. Стабилизатор (обтекатель) 4 примыкает раструбом к коллектору 2 по его периферии со стороны набегающего воздушного потока (снизу), а за топливным коллектором 2 по ходу воздушного потока помещено запальное устройство 5 с постоянно горящим собственным пламенем 5.1, снабженное сигнализатором (не показан) погасания последнего. Коллектор 2 со стабилизатором 4 укреплены в воздуховоде 1 с помощью опорных элементов 6.

Огневой воздухонагреватель согласно изобретению работает следующим образом. Дутьевой воздух, обтекающий стабилизатор 4, способствует образованию отрывных зон (не показаны), в которых происходит смешение воздуха с высокосортным топливом (природным газом), истекающим из отверстий коллектора 2. При этом горение происходит в диффузионном режиме. Выделяющееся при сгорании природного газа тепло используется для нагрева дутьевого воздуха при непосредственном контакте с продуктами сгорания. Благодаря высокому избытку воздуха и диффузионному режиму горения достигаются низкие температуры в зоне активного горения, позволяющие уменьшить тепловые нагрузки на элементы горелочного устройства воздухонагревателя и отказаться от применения дорогостоящих легированных сталей, а также от водяного охлаждения и футеровки воздухонагревателя, ограничившись наружной теплоизоляцией воздушного короба. Для дополнительной стабилизации процесса воспламенения топлива используется пламя постоянно работающей запально-сигнализирующей горелки 5, снабженной датчиком контроля пламени (не показан).

ИСТОЧНИК ИНФОРМАЦИИ

1. Патент РФ №2013729, 5 F 26 B 23/02, 1992.

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

Огневой воздухонагреватель, содержащий установленный в воздуховоде кольцевой топливный коллектор с выходными отверстиями, ориентированными в сторону движения воздуха, и стабилизатор горения, отличающийся тем, что стабилизатор выполнен в виде имеющего V- или U-образное сечение обтекателя, примыкающего раструбом к коллектору по его периферии со стороны набегающего воздушного потока, а за топливным коллектором по ходу воздушного потока помещено запальное устройство с постоянно горящим собственным пламенем, снабженное сигнализатором погасания последнего.

Версия для печати
Дата публикации 26.03.2007гг


вверх