Газогенераторная отопительная резонансно-ускорительная установка

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ГАЗОГЕНЕРАТОРНАЯ ОТОПИТЕЛЬНАЯ РЕЗОНАНСНОУСКОРИТЕЛЬНАЯ УСТАНОВКА(71) Заявитель Воротников Николай Николаевич(72) Автор Воротников Николай Николаевич(73) Патентообладатель Воротников Николай Николаевич(57) 1. Газогенераторная отопительная резонансно-ускорительная установка, включающая футерованный корпус с топливной камерой, оснащенной зольником, клапаном подачи первичного воздуха, жаровой камерой с клапаном подачи вторичного воздуха, рассекатель топлива, систему для подачи топлива, теплообменник для отопления потребителя,газодинамически связанный с топливной камерой, отличающаяся тем, что рассекатель топлива выполнен в виде камеры низкого давления, образованной струйным резонирующим аппаратом в виде продольной сквозной перфорации из сопел, газодинамически замкнутым контуром циркуляции продуктов горения, связывающей топливную камеру с жаровой камерой, газоходом соединенной со входом в систему каналов радиатора теплообменника, выход которой соединен с дымососом. 2. Газогенераторная отопительная резонансно-ускорительная установка по п. 1, отличающаяся тем, что система подачи топлива снабжена синхронизированной системой подачи воды на топливную массу в зону загрузки топлива над рабочей поверхностью рассекателя. 3. Газогенераторная отопительная резонансно-ускорительная установка по п. 1, отличающаяся тем, что жаровая камера с клапаном подачи вторичного воздуха размещена непосредственно в корпусе теплообменника для отопления потребителя.(56) 1.2346023, МПК 23 5/037,10 3/00,27 9/20, 1979. 2. Энергосберегающие технологии. Газогенерирующие котлы Информационный листок. - Минск, 2012. 3. Резонансно-ускорительная отопительная установка, РЕЗУСТ. Информационный листок ООО Стройкомплексэлектро. - Минск, 2012. Полезная модель относится к физико-химическим процессам переработки избирательных видов сырья путем применения способов и устройств для сжигания топлива при получения горючих газов из твердого углеродсодержащего топлива в газогенераторных отопительных резонансно-ускорительных установках и может быть использована в отопительном оборудовании для обогрева промышленных объектов, административных и жилых зданий. Известна конструкция газогенератора для переработки древесины, содержащая камеру пиролиза, сушильную камеру, конденсатор, газодувку, газогенерирующую топку, жаровую камеру сгорания, горелочное устройство 1. Недостатками конструкции являются неравномерная газификация топлива вследствие цикличности процесса и низкая степень утилизации газов. Известна конструкция газогенератора прямого процесса для получения смешанного газа, включающая загрузочное устройство, шахту, водяную рубашку, колосниковую решетку, фартук, чашу с водой, образующей гидравлический затвор, выгребной нож, конвейер для удаления золы, дутьевую коробку 2. Недостатком конструкции является неравномерная газификация топлива вследствие температурного низкого значения коэффициента избытка воздуха. Наиболее близкой к заявляемому устройству по технической сущности является выбранная в качестве прототипа конструкция газогенераторной отопительной резонансноускорительной установки, включающей футерованный корпус с топливной камерой, оснащенной зольником, клапаном подачи первичного воздуха, жаровой камерой с клапаном подачи вторичного воздуха, рассекатель топлива, систему для подачи топлива, газодинамически связанную с теплообменником для отопления потребителя 3. Для известной газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки характерно недостаточно равномерное горение топлива по объему его компонентов, что снижает качество горения и увеличивает расход топлива на процесс горения, кроме того,для газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки характерна низкая экология за счет значительного выброса в атмосферу тепловой энергии генерируемого топлива в виде высокотемпературных дымовых газов. Техническая задача реализуется техническим результатом, определяющим новое свойство, улучшающее технические характеристики, проявляющиеся при использовании изобретения в виде повышения теплоотдачи в систему отопления за счет приближения к единице коэффициента избытка воздуха, сокращения удельного расхода топлива и положительной экологии газогенераторного агрегата за счет снижения выброса в атмосферу тепловой энергии сжигаемого топлива. Сущность полезной модели выражается новой совокупностью признаков, необходимых и достаточных для осуществления полезной модели с достижением указанного технического результата, и реализована тем, что в конструкции газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки, включающей футерованный корпус с топливной камерой, оснащенной зольником, клапаном подачи первичного воздуха, жаровой камерой с клапаном подачи вторичного воздуха, рассекатель топлива, систему для подачи топлива, теплообменник для отопления потребителя, газодинамически связанный с 2 100472014.04.30 топливной камерой, согласно полезной модели, рассекатель топлива выполнен в виде камеры низкого давления, образованной струйным резонирующим аппаратом в виде продольной сквозной перфорации из сопел, газодинамически замкнутым контуром циркуляции продуктов горения, связывающей топливную камеру с жаровой камерой, газоходом соединенной со входом в систему каналов радиатора теплообменника, выход которой соединен с дымососом. В конструкции газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки система подачи топлива может быть снабжена синхронизированной системой подачи воды на топливную массу в зону загрузки топлива над рабочей поверхностью рассекателя. В конструкции газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки технологично, чтобы жаровая камера с клапаном подачи вторичного воздуха была бы размещена непосредственно в корпусе теплообменника для отопления потребителя. Выполнение в зоне регулирования температурно-теплового режима газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки рассекателя топлива, выполненного в виде камеры низкого давления, образованной струйным резонирующим аппаратом в виде системы продольной сквозной перфорации, позволяет повысить время нагрева с одновременным уменьшением удельного расхода условного топлива и исключить дымление дымовой трубы, о чем свидетельствует пламя ярко-соломенного цвета. Для лучшего понимания полезной модели она поясняется фигурами, где фиг. 1 - представлен общий вид газогенераторной отопительной резонансноускорительной установки фиг. 2 - представлен конструктив газогенераторной отопительной резонансноускорительной установки с размещением жаровой камеры с клапаном подачи вторичного воздуха непосредственно в корпусе теплообменника для отопления потребителя фиг. 3 - представлен конструктив рассекателя топлива, выполненного в виде камеры низкого давления, образованной струйным резонирующим аппаратом в виде системы продольной сквозной канальной перфорации. Газогенераторная отопительная резонансно-ускорительная установка по фиг. 1-3 включает футерованный корпус с топливной камерой, оснащенной зольником 1 с крышкой, горловиной 2 средства розжига топлива с заслонкой 3, клапаном 4 подачи первичного воздуха, дверкой 5 средства розжига топлива в топливной камере с футеровкой 6, загрузочным бункером 7 системы для подачи топлива, рассекателем 8 топлива, выполненным в виде камеры низкого давления, крышкой 9 загрузочного бункера 7. Собственно корпус 10 установки оснащен жаровой камерой 11, соединительной муфтой 12, клапаном 13 подачи вторичного воздуха в жаровую камеру 11 и колосником 14. Рассекатель 8 топлива выполнен по фиг. 1-3 в виде камеры низкого давления, образованной струйным резонирующим аппаратом в виде продольной сквозной перфорации из сопел 15, газодинамически замкнутым контуром циркуляции продуктов горения, связывающим топливную камеру 16 корпуса 10 с жаровой камерой 11. Газоход 17 жаровой камеры 11 соединен со входом в систему каналов радиатора 18 теплообменника 19. Выход системы каналов радиатора 18 теплообменника 19 соединен с дымососом 20. В газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установке система подачи топлива снабжена синхронизированной системой 21 подачи воды или водяного пара на топливную массу 22 в зону загрузки топлива топливной камеры 16 над рабочей поверхностью рассекателя 8. Синхронизация системой 21 подачи воды на топливную массу 22 осуществляется автоматической системой 23 управления подачи и дозирования воды. В газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установке по фиг. 3 жаровая камера 11 с клапаном 13 подачи вторичного воздуха может быть размещена непосредственно в корпусе теплообменника 19, заполненного, например, водой для отопления потребителя. 100472014.04.30 Теплообменник 19 для водяного отопления выходом 24 гидравлически связан с потребителем. Газогенераторная отопительная резонансно-ускорительная установка является разновидностью аппарата для термической переработки твердого топлива (мелкокусковой торф, щепа, опилки, стружки и т.п.) в горючие газы, осуществляемой в присутствии воздуха, свободного или связанного кислорода водяных паров. Получаемые в газогенераторной установке газы называются генераторными. Горение твердого топлива в газогенераторной установке в отличие от любой топки осуществляется в большом слое и характеризуется поступлением количества воздуха, недостаточного для полного сжигания топлива, например при работе на паровоздушном дутье в газогенератор подается 33-35 воздуха от теоретически необходимого. Образующиеся в газогенераторной установке газы содержат продукты полного горения топлива углекислый газ, воду и продукты их восстановления, и продукты неполного горения и пирогенетического разложения топлива угарный газ, водород, метан, углерод. В генераторные газы переходит также азот воздуха. Процесс, происходящий в газогенераторной установке, характеризует газификацию топлива. Газогенераторная отопительная резонансно-ускорительная установка работает на примере опытно-промышленной установки типа РЕЗУСТ. Для нормальной работы газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки устанавливают требуемое разрежение в топливной камере 16, после чего производят запуск газогенераторной отопительной резонансно-ускорительной установки. При открытии дверцы 5 средства розжига топлива 22 установки проверяют наличие тяги по движению воздуха в топливной камере 16 установки, при этом клапан 4 подачи вторичного воздуха закрыт. Через загрузочный бункер 7 системы подают топливо 22 в топливную камеру 16 на рассекатель 8 топлива 22 и производят розжиг топлива 22 растопочным материалом. После воспламенения и частичного обугливания растопочного материала производят полную загрузку топливной камеры 16 топливом 22 и плотно закрывают крышку 9 загрузочного бункера 7 корпуса 10. В силу специфики процесса стартовый разогрев сырья топлива 22 производят от внешнего источника тепла до температуры, когда начинают выделяться собственные пирогазы, которые заводят в жаровую камеру 11 газогенератора и там сжигают. Выход на рабочий режим газогенераторной отопительной резонансноускорительной установки произойдет после того, как она прогреется и начнется интенсивное вырабатывание газа, который будет гореть в жаровой камере 11 и подаваться в радиатор 18 нагрева теплообменника 19, заполненного теплоносителем, например водой,которую через систему 24 доставляют потребителю для обогрева. После выхода на рабочий режим газогенераторной отопительной резонансноускорительной установки устанавливают такое положение клапана 4 подачи первичного и клапана 13 вторичного воздуха, чтобы происходило полное сгорание вырабатываемого газа. Об этом будет свидетельствовать яркое пламя желтого цвета в жаровой камере 11,которое визуализируют через отверстие клапана 13 подачи вторичного воздуха. Регулировку мощности производят изменением положения заслонки 3 клапана 4 подачи первичного воздуха, при этом изменяется интенсивность процесса газообразования. Сущность выполнения рассекателя 8 топлива в виде камеры низкого давления, образованной струйным резонирующим аппаратом в виде продольной сквозной перфорации из сопел 15, заключается в том, что в камере низкого давления, образованной соплами 15,генерируются низкочастотные колебания газовоздушной топливной смеси, которые стимулируют приближение к единице коэффициента избытка воздуха, о чем свидетельствует пламя ярко-соломенного цвета. Дымление дымовой трубы отсутствует. Определяющими факторами применения резонирующего аппарата являются сочетания колебаний решеток сырья топлива в их различных сочетаниях, например отходов древесины, полимеров резинотехнических изделий, где выделение тепловых энергий доходит до 80 . 4 100472014.04.30 Генерируемые соплами 15 низкочастотные колебания инициируют явление резонанса в решетках компонентов сырья газовоздушной топливной смеси, особенно в решетках тяжелых углеводородных компонентов сырья, активируя тем самым в них выделение тепловых энергий. В известных газогенераторных установках при коэффициенте избытка воздуха больше единицы происходит сгорание топлива. Об этом свидетельствует наличие дыма над дымовой трубой. Для увеличения теплоты сгорания газа в газогенераторной отопительной резонансноускорительной установке система подачи топлива снабжена синхронизированной системой 21 подачи воды на топливную массу 22 в зону загрузки топлива топливной камеры 16 над рабочей поверхностью рассекателя 8. При работе газогенератора на воздухе с умеренной добавкой к нему водяных паров получается смешанный газ, теплота сгорания которого (в зависимости от исходного топлива) колеблется от 5 до 6,7 МДж/м 3 (1200-1600 ккал/м 3). При подаче в раскаленный слой топлива газогенератора водяного пара получают водяной газ с теплотой сгорания от 10 до 13,4 МДж/м 3 (2400-3200 ккал/м 3). Промышленное использование объекта промышленной собственности запланировано на территории Беларуси и стран СНГ. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5