Парогазогенератор

(51) МПК (2009) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(71) Заявитель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(72) Автор Северянин Виталий Степанович(73) Патентообладатель Учреждение образования Брестский государственный технический университет(57) Парогазогенератор, состоящий из камеры воспламенения, резонансной трубы, аэродинамического клапана, форсунки, электросвечи, глушителя, водяной ванны, систем подачи и регулирования топлива и воды, отличающийся тем, что в глушителе напротив аэродинамического клапана установлен улавливающий конус, от которого отводится напорная труба, оканчивающаяся в верхней части водяной ванны в сторону выхода парогаза, глушитель имеет перегородку с отверстиями и конфузор, на который надета свободно поворачивающаяся на нем дутьевая трубка, загнутый конец которой свободно входит в аэродинамический клапан, в стенке глушителя по оси конфузора смонтирован вентилятор. 58462009.12.30 Парогазогенератор относится к промышленной и коммунальной теплоэнергетике и может быть использован для тепловлажностной обработки и нагрева различных объектов(железобетонные изделия, растительное сырье, почва, белье и одежда в режиме санобработки, интерьер помещений, пищевые продукты и т.д.). Известно устройство, в котором смесь водяного пара и продуктов сгорания (парогаз) получают путем впрыска воды в поток горячего газа после горения 1. Аналог состоит из камеры воспламенения, резонансной трубы, аэродинамического клапана, форсунки, охлаждающей рубашки. Недостаток аналога - необходимость разбрызгивания жидкости перед ее испарением,наличие разбрызгивателя требует установки насоса. Кроме того, испарение капель должно происходить в большом объеме, т.к. капли движутся, а относительная скорость их обдувания невелика. В устройстве, выбранном за прототип 2, испарение происходит в водяной ванне. Вода закипает благодаря нагреву от камеры воспламенения и резонансной трубы, стенки которых раскалены от факела сгорающего топлива, подаваемого форсункой. Недостатки прототипа 1) не используется выхлоп из аэродинамического клапана, что усложняет шумоглушение и теряется импульс на движение парогаза, 2) для запуска необходим внешний источник воздуха повышенного давления, т.е. компрессор или воздуходувка. Это усложняет и удорожает конструкцию и обслуживание. Основные элементы прототипа камера воспламенения с форсункой, электросвечой, аэродинамическим клапаном, резонансная труба, бак (водяная ванна), глушитель, системы подачи и регулирования топлива (соляр) и воды, паровой короб (смеситель пара и продуктов сгорания). Задача, на решение которой направлена настоящая полезная модель, состоит в том,чтобы уловить пульсирующий выхлоп из аэродинамического клапана и направить его на движение парогаза, упростить и повысить надежность запуска (воспламенение топлива и создание пульсационного режима горения при включенной свече зажигания и подаче топлива форсункой). Технический результат парогазогенератор как надежный автономный транспортабельный экономичный источник теплоносителя в виде парогаза - смеси водяных паров с чистыми продуктами сгорания для различных теплотехнических технологий. Это достигается тем, что парогазогенератор состоит из камеры воспламенения, резонансной трубы, аэродинамического клапана, форсунки, электросвечи, глушителя, водяной ванны, систем подачи и регулирования топлива и воды, при этом в глушителе напротив аэродинамического клапана установлен улавливающий конус, от которого отводится напорная труба, оканчивающаяся в верхней части водяной ванны в сторону выхода парогаза,глушитель имеет перегородку с отверстиями и конфузор, на который надета свободно поворачивающаяся на нем дутьевая трубка, загнутый конец которой свободно входит в аэродинамический клапан, в стенке глушителя по оси конфузора смонтирован вентилятор. На чертеже представлена конструктивная аксонометрическая схема заявляемого парогазогенератора, где обозначено 1 - водяная ванна, 2 - резонансная труба, 3 - выход парогаза, 4 - направляющая, 5 - напорная труба, 6 - глушитель, 7 - коробка топливной системы и зажигания, 8 - коробка водяной системы, 9 - улавливающий конус, 10 - топливный бак,11 - перегородка, 12 - отверстия, 13 - вентилятор, 14 - аэродинамический клапан, 15 - конфузор, 16 - дутьевая трубка, 17 - камера воспламенения, 18 - форсунка, 19 - электросвеча,20 - стойки, 21 - водяной патрубок. Волнистая линия - рабочий уровень воды. Стрелки направление движения парогаза, воздуха, воды. Парогазогенератор состоит из водяной ванны 1 из листовой стали, снаружи покрытой теплоизоляцией. Внутри нее - резонансная труба 2. В верхней части водяной ванны 1 короб выхода парогаза 3 для подсоединения с объектом термообработки. Направляющая 4 это плоскость с небольшим уклоном в сторону выхода парогаза 3, длина ее меньше длины водяной ванны 1, у выхода парогаза она снабжена отверстиями для слива вниз воды. На 2 58462009.12.30 правляющая 4 расположена между уровнем воды и верхней крышкой парогазогенератора,примерно на половине расстояния между ними. Выходная часть напорной трубы 5 (верхняя часть ванны 1) направлена своей осью на выход парогаза 3. Полости глушителя 6 примыкают сбоку к водяной ванне 1. Объем глушителя 6, кроме своего функционального назначения, используется для размещения в нем коробки топливной системы и зажигания 7(в ней - насос, фильтры, двигатель, вентили, регуляторы, трансформатор, тумблеры и т.п.) и коробка водяной системы 8 (регулятор уровня поплавкового типа, перелив, вентили,термометры и т.п.). Внутри глушителя 6 смонтирован улавливающий конус 9, от меньшего его основания отходит напорная труба 5, заканчивающаяся в верхней части водяной ванны 1. Под дном глушителя 6 закреплен топливный бак 10 с заливной горловиной, фильтром, указателем уровня, топливопроводом на коробку 7. Глушитель 6 перегородкой 11 делится на две полости, чтобы организовать реактивный глушитель - резонатор-Гельмгольца. В ней имеются отверстия 12 (как в обычных автомобильных глушителях). На стенке глушителя 6 установлен осевой вентилятор 13. Аэродинамический клапан 14 направлен на улавливающий конус 9. По оси вентилятора 13 в перегородке 11 смонтирован конфузор 15, - это конус, своим большим основанием направленный на вентилятор 13, для концентрации потока воздуха от него, с другой стороны конфузор 15 имеет цилиндрическую часть, на нее надета с возможностью поворачиваться вокруг оси конфузора 15 дутьевая трубка 16. Она состоит из цилиндра(надетого на цилиндрическую часть конфузора 15 с небольшим зазором, с упорами от сдвига) и загнутой части, с диаметром меньше диаметра аэродинамического клапана 4,т.к. она в свободном виде входит в него на небольшое расстояние. Камера воспламенения 17 расположена в водяном объеме водяной ванны 1 и объединяет резонансную трубу 2, аэродинамический клапан 4, форсунку 18, электросвечу 19 (эти элементы образуют камеру пульсирующего горения - КПГ). Из нижней точки камеры воспламенения 17 предусмотрен дренаж для слива несгоревшего топлива. В нижней части водяной ванны 1 имеется водяной патрубок 20. Вся установка смонтирована на стойках 21. Стойки 21 могут быть заменены на колесное шасси. Действует парогазогенератор следующим образом. На стойках 21 устройство устанавливается непосредственно у объекта термовлажностной обработки. Не требуется ни дымовой трубы, ни паро- или газопроводов. Коробка водяной системы 8 подсоединяется к водопроводной сети, через водяной патрубок 20 водяная ванна 1 заполняется до уровня,заданного регулятором (волнистая линия). Заполняется топливный бак 10 требуемым количеством топлива. Включается вентилятор 13. Через коробку топливной системы 7 включается электросвеча 19, топливный насос. Воздух в камеру воспламенения 17 подается от вентилятора 13 при помощи конфузора 15 через дутьевую трубку 16. При наличии электроискры и воздуха топливо, поданное форсункой 18, воспламеняется, возникает факел горения в камере воспламенения 17, сразу же устанавливается пульсационный режим горения. Продукты сгорания из резонансной трубы 2 движутся над поверхностью воды. Из аэродинамического клапана 14 мощный постоянно действующий импульс отклоняет дутьевую трубку 16 вправо, т.к. она свободно поворачивается на цилиндрической части конфузора 15. Пульсирующий поток попадает в улавливающий конус 9 и по напорной трубе 5 вводится в верхнюю часть ванны 1 над направляющей 4. Таким образом часть звуковой энергии выводится из глушителя 6, облегчая шумоглушение, и полезно используется для проталкивания среды в сторону выхода парогаза 3. Электросвеча 19 и двигатель вентилятора 13 отключаются, и КПГ работает в заданном режиме. Воздух из канала вентилятора (работающего во флюгерном режиме) на горение поступает через отверстия 12 в перегородке 11. Вода нагревается и закипает. Пар с поверхности воды и от капель над ней смешивается с продуктами сгорания, проходит вначале под направляющей 4, затем поток поворачи 3 58462009.12.30 вает и под действием резонансной трубы 2 и напорной трубы 5 движется над направляющей 4, при этом капли сепарируются и возвращаются через отверстия в водяную ванну 1. Чистый отсепарированный парогаз через выход парогаза 3 подается потребителю. При погасании факела - преднамеренном или аварийном - импульс из аэродинамического клапана 4 исчезает, дутьевая трубка 16 под собственным весом опускается и КПГ вентилируется включением вентилятора 13, при необходимости производится повторный запуск. Положение дутьевой трубки 16 через контакты можно использовать как индикатор работы парогазогенератора в системе аварийной автоматики. Тепловая мощность от 50 до 200 КВт регулируется только подачей топлива, температура парогаза 80200 С относительная влажность 100 . Технико-экономический эффект заключается в повышении энергоэффективности процесса термообработки, уменьшении непроизводительных расходов благодаря автономности и надежности работы парогазогенератора. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 4