Вихревая камера сгорания машины для производства подстилочных материалов - RU204143U1
Код документа: RU204143U1
Чертежи
Описание
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для производства из низкосортной древесины подстилочных материалов, используемых при содержании животных.
Известна камера сгорания, состоящая из жаровой трубы, кожуха, диффузора и фронтовых устройств (завихрители, стабилизаторы пламени, топливные форсунки и воспламенители) [Корж, В. В. Газотурбинные установки: учебн. пособие / В. В. Корж. – Ухта: УГТУ, 2010. – С. 41].
Недостатком данного устройства является невозможность его использования для сжигания пылевидного древесного топлива.
Наиболее близкой по конструкции является камера сгорания, состоящая из цилиндрического корпуса с выходной горловиной, внутрь которого подведены воздуховоды и горелка для сжигания пылевидного топлива, которая располагается вблизи выходной горловины цилиндрического корпуса и состоит из выходного патрубка и как минимум двух подводящих трубопроводов, расположенных осесимметрично под углом к оси цилиндрического корпуса, при этом ось выходного патрубка горелки располагается соосно с цилиндрическим корпусом, а направление движения пылевидного топлива, подаваемой горелкой, оказывается противоположным направлению движения дымовых газов в выходной горловине цилиндрического корпуса, и воздуховоды располагаются вблизи противоположного выходной горловине торца цилиндрического корпуса [Заявка на изобретение № 2020109338, F23D 1/02, дата публикации заявки: 03.03.2020].
Недостатком данного устройства является перегрев противоположного выходной горловине торца цилиндрического корпуса при работе камеры сгорания из-за разворота факела, а также недостаточная турбулизация потока пылевидного топлива, подаваемого горелкой.
Технический результат, достигаемый при реализации заявленного устройства, заключается в устранении перегрева противоположного выходной горловине торца цилиндрического корпуса при работе камеры сгорания из-за разворота факела, а также обеспечении турбулизации потока пылевидного топлива, подаваемого горелкой.
Технический результат достигается тем, что в камере сгорания, состоящей из цилиндрического корпуса с выходной горловиной, внутрь которого подведены воздуховоды и горелка для сжигания пылевидного топлива, которая располагается вблизи выходной горловины цилиндрического корпуса и состоит из выходного патрубка и как минимум двух подводящих трубопроводов, расположенных осесимметрично под углом к оси цилиндрического корпуса, при этом ось выходного патрубка горелки располагается соосно с цилиндрическим корпусом, а направление движения пылевидного топлива, подаваемой горелкой, оказывается противоположным направлению движения дымовых газов в выходной горловине цилиндрического корпуса, и воздуховоды располагаются вблизи противоположного выходной горловине торца цилиндрического корпуса, противоположный выходной горловине торец цилиндрического корпуса имеет двойную стенку, причём внутренняя стенка является перфорированной, а пространство между стенками соединяется с воздуховодами, а внутри выходного патрубка горелки для сжигания пылевидного топлива вблизи его выходного сечения установлены завихрители.
Краткое описание чертежей.
На фиг. 1 представлена схема заявленного устройства в разрезе по продольной оси. На фиг. 2 изображён торец с внутренней перфорированной стенкой цилиндрического корпуса камеры сгорания.
Осуществление изобретения.
Камера сгорания технологической линии для производства подстилочных материалов состоит из цилиндрического корпуса в виде тупиковой жаровой трубы 1 с выходной горловиной 2. К корпусу 1 тангенциально подведено как минимум два воздуховода 3 для подачи вторичного воздуха 4 и горелка 5. Воздуховоды 3 подведены тангенциально осесимметрично по касательной к внутренней цилиндрической поверхности корпуса 1 и располагаются вблизи противоположной выходной горловине 2 двойной стенки 6 цилиндрического корпуса 1, при этом внутренняя еѐ стенка является перфорированной. Горелка 5 располагается вблизи выходной горловины 2 цилиндрического корпуса 1 и состоит из выходного патрубка 7 с завихрителями 9 и как минимум двух радиальных подводов-турбулизаторов 8. Ось выходного патрубка 7 с завихрителями 9 горелки 5 располагается соосно оси цилиндрического корпуса 1, таким образом, что направление движения пылевидного топлива 10, подаваемой горелкой 5, оказывается противоположным направлению движения дымовых газов 11 в выходной горловине 2 цилиндрического корпуса 1 в виде тупиковой жаровой трубы. Подводы-турбулизаторы 8 для подачи пылевидного топлива 10 располагаются радиально осесимметрично относительно оси цилиндрического корпуса 1 под углом от 30 до 150 градусов к этой оси и могут иметь форму направляющих лопаток для регулирования закрутки потока дымовых газов 11 в выходной горловине 2.
Работа заявленного устройства осуществляется следующим образом.
Во внутреннюю полость цилиндрического корпуса в виде тупиковой жаровой трубы 1 камеры сгорания технологической линии для производства подстилочных материалов при помощи горелки 5 с завихрителями 9 для турбулизации и подачи пылевидного топлива 10, направление движения показано стрелками, состоящей из пылевидного древесного топлива с максимальным размером частиц не более 100 мкм и относительной влажностью не более 15%, находящегося во взвешенном состоянии в потоке первичного воздуха. Массовое соотношение первичный воздух – топливо составляет от 2 к 1 до 4 к 1. Одновременно внутрь цилиндрического корпуса 1 через воздуховоды 3 поступает со скоростью от 5 до 25 метров в секунду вторичный воздух 4 в количестве, обеспечивающем коэффициент избытка воздуха в камере сгорания от 1,5 до 5. При этом вторичный воздух 4 предварительно сжат до абсолютного давления не более 0,3 МПа. Вторичный воздух 4 за счёт тангенциального подвода движется по спирали, согласно стрелкам, в направлении выходной горловины 2, смешивается с пылевидным топливом 10, подаваемой горелкой 5. Пылевидное топливо 10 воспламеняется в процессе цепных реакций, топливо сгорает, в результате чего образуются дымовые газы 11 с температурой от 500 до 1000 градусов Цельсия. Для уменьшения температуры нагрева торца противоположной стороны горелки 5 цилиндрического корпуса 1 установлена двойная перфорированная стенка 9, где 5-70% вторичного воздуха 4 проходит через нее, как показано стрелками. Дымовые газы 11 направляются из камеры сгорания к выходной горловине 2, согласно стрелки, и взаимодействуют с подводами-турбулизаторами 8 цилиндрического корпуса 1. Взаимодействие дымовых газов 11 с подводами-турбулизаторами 8 носит аэродинамический и теплообменный характер. В результате аэродинамического взаимодействия за счёт завихрителей 9 на выходе из горелки 5 регулируется характер течения дымовых газов 11 в выходной горловине 2, а в результате теплообменного взаимодействия через подводы-турбулизаторы 8 происходит предварительный подогрев пылевидного топлива в них до температуры от 250 до 350 градусов Цельсия, достаточный для начала процессов выхода летучих веществ и пиролиза сжигаемого древесного топлива.
Реферат
Полезная модель относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к устройствам для производства из низкосортной древесины подстилочных материалов, используемых при содержании животных.Технический эффект, достигаемый при реализации заявленного устройства, заключается в устранении перегрева противоположного выходной горловине торца цилиндрического корпуса при работе камеры сгорания из-за разворота факела, а также обеспечении турбулизации потока горючей смеси, подаваемого горелкой.Камера сгорания технологической линии для производства подстилочных материалов состоит из цилиндрического корпуса в виде тупиковой жаровой трубы с выходной горловиной. К корпусу тангенциально подведено как минимум два воздуховода для подачи вторичного воздуха и горелка. Воздуховоды подведены тангенциально осесимметрично по касательной к внутренней цилиндрической поверхности корпуса и располагаются вблизи противоположного выходной горловине торца цилиндрического корпуса. Горелка располагается вблизи выходной горловины цилиндрического корпуса и состоит из выходного патрубка с лопастями для турбулизации горючей смеси и как минимум двух радиальных подводов-турбулизаторов. Ось выходного патрубка горелки располагается соосно оси цилиндрического корпуса и противоположна двойной перфорированной стенке таким образом, что направление движения горючей смеси, подаваемой горелкой, оказывается противоположным направлению движения дымовых газов в выходной горловине цилиндрического корпуса. Подводы-турбулизаторы для подачи горючей смеси располагаются радиально осесимметрично относительно оси цилиндрического корпуса под углом от 30° до 150° к этой оси и могут иметь форму направляющих лопаток для регулирования закрутки потока дымовых газов в выходной горловине.
