Внедрение: для сжигания биомассы, к примеру древесной щепы либо торфа. Суть изобретения: входной скат 27, выполнен в виде сплошной пластинки. Нижний край выходной пластинки 28 заведен под нижний край последней до скрещения с воображаемой линией продолжения пластинки входного ската 27. Направляющее полотно загрузочного устройства 4 размещено горизонтально и перпендикулярно щели 29 меж пластинами 27 и 28. Входное отверстие 25 ограничено со стороны выходной пластинки 28 условной вертикальной плоскостью, проходящей через щель 29 и имеющей длину, равную ширине выходной пластинки 28. 3 ил.

Изобретение относится к области энергетики, а именно к устройствам для сжигания биомассы, к примеру древесной щепы либо торфа.

Понятно устройство для сжигания биомассы, содержащее V-образную камеру сгорания, образованную 2-мя наклонными друг к другу входным скатом и выходной сплошной пластинкой, нижние края которых размещены с образованием щели, имеющей длину, равную ширине входного ската, воздушную камеру и сборник золы, расположенные под камерой сгорания и сообщенные с последней через щель, автоматическое загрузочное устройство подачи биомассы, включающее плоское направляющее полотно и входное отверстие, имеющее длину, равную ширину входного ската и ограниченное с одной стороны верхним краем последнего, соединенного с направляющим полотном, имеющим ширину, равную ширине камеры сгорания.

Недочет обозначенного технического решения — низкая эффективность работы устройства.

Целью изобретения — увеличение эффективности работы устройства.

Обозначенная цель достигается тем, что входной скат выполнен в виде сплошной пластинки, нижний край выходной пластинки заведен под нижний край последней до скрещения с воображаемой линией продолжения пластинки входного ската. Направляющее полотно загрузочного устройства размещено горизонтально и перпендикулярно щели меж пластинами. Входное отверстие ограничено со стороны выходной пластинки условной вертикальной плоскостью, проходящей через щель и имеющей длину, равную ширине выходной пластинки.

На фиг. 1 изображено устройство для сжигания биомассы, продольный разрез; на фиг.2 — то же, вариант выполнения; на фиг.3 — сечение А-А на фиг,2.

Горелочное устройство представляет собой отдельный блок, который можно подсоединять к хоть какой топке либо хоть какой соответственной конструкции печи. На фиг.1 и 2 изображено устройство 1 для сжигания биомассы, соединенное с топкой 2, в большей степени к ее нижним люкам 3. Соединение может осуществляться или конкретно либо средством специального канала 5. Топливный бункер (не показан) соединен с устройством 1 автоматическим загрузочным устройством 4. Устройство 1 содержит V-образную камеру 6 сгорания, в которую подается горючее, также сборник 8 золы, расположенный под камерой 6 сгорания. Загрузчик 4 соединен с камерой 6 сгорания входным каналом и т.п. Входной канал может быть, к примеру, в виде вертикального трубчатого элемента, установленного меж загрузчиком 4 и камерой 6 сгорания, но в определенных случаях автоматическое загрузочное устройство 4 может крепиться конкретно к камере 6 сгорания, как это показано на фиг.1 и 2. Камера 6 сгорания образована 2-мя наклоненными друг к другу входным скатом 27 и выходной сплошной пластинкой 28, нижние края которых размещены с образованием щели 29. Загрузчик 4 горючего соединен с камерой 6 сгорания входным скатом 27.

Загрузчик 4 может быть выполнен в виде одного узла либо нескольких расположенных рядом вместе подающих узлов. Ширина S загрузчика 4 примерно равна ширине входного ската 27, а означает, и ширине всей камеры 6 сгорания.

Угол наклона входного ската 27 относительно воображаемой вертикальной плоскости В-В составляет в главном 15-45о. Угол наклона выходной пластинки 28 относительно вертикальной плоскости В-В ориентирован в обратном направлении относительно угла наклона входного ската 27, составляет в большей степени 60-10о. Угол наклона входного ската 27 находится в зависимости от типа горючего. Горючее должно отлично скользить вниз по входному скату 27. Угол наклона сплошной пластинки 28 зависит также от рода горючего. Основной принцип заключается в том, что чем больше склонно горючее к скатыванию либо проскальзыванию, другими словами угол воспринимает большее значение. Наибольшее значение угла может составлять даже 90о. Входной скат 27 либо пластинка 28, либо обе эти поверхности могут быть в некой степени шершавыми; это делается для того, чтоб маленькие кусочки горючего не могли очень стремительно скатываться через щель 29 в сборник 8 для золы.

Воздушная камера 9, расположенная под камерой 6, также сборник 8 для золы вместе образуют единую полость. В золосборнике 8 может устанавливаться ящик для золы либо кассета 30, которую можно извлекать из сборника 8, опорожнять либо подменять по мере надобности. В этой полости имеется отверстие для воздуха 10, его размер можно регулировать либо закрывать по мере надобности). Вентилятор 11 либо аналогичное дутьевое средство подсоединено к полости под камерой 6. Вентилятор 11 делает лишнее давление под камерой 6. Когда горючее поджигается при наличии лишнего давления, то тягу можно прирастить, обеспечивая не плохое воспламенение. После чего воздух на горение можно подавать через отверстие 10. Для регулирования процесса горения, в особенности при использовании в качестве горючего биомассы с высочайшим содержанием воды, нужно, чтоб вентилятор 11 был включен повсевременно в течение всего периода работы топки 2.

В вариантах, показанных на чертежах, загрузочное устройство 4 конкретно соединено с устройством 1. При всем этом высота h1 входного ската 71, измеренная от щели 29 до входного топливного отверстия 25, больше высоты h2 пластинки 28, измеренной от щели 29 до выходного отверстия устройства 1 либо соединительного канала 5. Высота h1 входного ската 27 в большей степени составляет 30-70 см, а высота h2 пластинки 28 равна 0,10-0,75 х h1.

Если загрузочное устройство 4 соединено отдельным трубчатым входным каналом (не показан) либо аналогичным средством с отверстием 25 и дальше с камерой 6 сгорания, то высота h1 входного ската 27 может быть равна высоте h2 пластинки 28. Это означает, что стена входного канала со стороны входного ската 27 проходит вниз за топливное отверстие 25 и соединяет, к примеру, входной скат 27 примерно на высоте h2 пластинки 28 с щелью 29, либо это расстояние находится меж высотами h1 ->> h2.

На уровне поперечного сечения топливное отверстие 25 проходит горизонтально от верхнего края либо аналогичной точки входного ската 27 не дальше щели 29, т.е. не дальше воображаемой вертикальной плоскости В-В. В большей степени топливное отверстие 25 уже размера плоскости В-В (показано штриховыми линиями на фиг.1). Высшая часть продолжения канала 6 образует часть рамной конструкции устройства 1. Ограничение ширины топливного отверстия 25 назначается для того, чтоб пламя не могло проходить из камеры 6 сгорания в горючее, которое имеется в загрузочном устройстве 4, и дальше в накопительный бункер.

Загрузчик 4 находится в закрытом канале 26, по которому воздух не может проходить в камеру 6 сгорания и назад. Для обеспечения безопасности можно обеспечить отдельное запорное устройство, или во входном отверстии 25, или поблизости него. Предназначение этого запорного устройства состоит в перекрывании входного отверстия 25 либо входного канала.

Поверхности 27 и 28 размещены таким макаром, что воображаемое продолжение а входного ската 27 пересекает обратную пластинку 28 либо проходит через ее нижний край. Такое устройство позволяет лучшим образом выставить размер щели 29. С другой стороны, частички горючего и т.п.12, которые скользят по входному скату 27, безпрерывно сдавливаются под действием давления подаваемого свежайшего горючего и прижимаются к пластинке 28, потому они не могут, не согрев, просто проходить через щель 29 в золосборник 8. Потому ширина щели 29 может быть больше среднего поперечника частиц горючего.

Загрузчик 4 может быть обыденного типа, к примеру шнекового либо конвейерного. Значительно, чтоб этот загрузчик 4 можно было использовать для подачи твердого горючего, к примеру, древесной щепы либо торфяных шариков в камеру 6 сгорания непрерывным потоком умеренно по всей ширине входного отверстия 25, входного ската 27 и щели 29 с возможностью регулирования расхода. При таких критериях горелочное устройство работает лучшим образом.

Работа топливного загрузчика 4 базирована на том принципе, что два либо более опорных элемента 13, к примеру пластинки, стержни либо рельсы, снабженные выемками либо лопатками 14, передвигаются возвратно-поступательно, при этом примыкающие опорные элементы 13 всегда движутся в обратных направлениях. Выемки либо лопатки 14 размещены асимметрично относительно направления перемещения опорных частей 13. Жесткое горючее, расположенное сверху на лопатках и впадинах, будет легче сдвигаться в одном направлении, т. е. в направлении транспортирования 5, по сопоставлению с обратным направлением.

Загрузчики обозначенного типа можно использовать для транспортирования и подачи только неоднородного либо максимально легкого материала. Внезапно оказалось, что маленькие впадины либо лопатки, выполненные в опорных элементах (в согласовании с размером кусков и их рассредотачиванием в транспортируемом материале), обеспечивают неплохую эффективность транспортирования материала. Методом регулирования длины оборотного и фронтального хода опорного элемента можно установить рациональные транспортировочные характеристики устройства зависимо от конфигураций массы, пористости и т.д. материала. Издержки мощности на транспортирование оказываются максимально малыми. Устройство имеет ординарную конструкцию. Также устройство позволяет плавненько подавать древесную щепу в горелку, что содействует увеличению суммарного КПД нагревателя. Не считая того, таковой загрузчик не забивается материалом, его можно использовать, к примеру, для очень огромных горелок.

Устройство работает последующим образом.

Топливное автоматическое загрузочное устройство 4 в большей степени снабжено устройством (не показано), которое регулирует рассредотачивание горючего. Горючее проходит через топливное отверстие 25 непрерывным потоком с данным расходом в камеру 6 сгорания. Потом горючее скользит по наклонному входному скату 27 в сторону щели 29 по всей ее ширине. Поверхности 27 и 28 направляют горючее в сторону щели 29, поблизости которой начинается горение и осуществляется всегда на малых расходах. В согласовании с размером частиц горючего 12 выбирают углы наклона и входного ската 27 и пластинки 28 таким макаром, чтоб горючее не могло попасть в сборник 8 золы через щель 28. Угол установки сплошной пластинки 72 выбирается таким макаром, чтоб эта поверхность не была очень крутой, а горючее не могло попасть прямо в щель 29. С другой стороны, принципиально, чтоб пластинка 28 не размещалась так близко к горизонтальному положению, чтоб горючее попадало в щель 29 под действием 2-ух поверхностей 27 и 28.

Когда вентилятор 11 включен, то в золосборнике 8 имеет место лишнее давление, также во всем пространстве 8 и 9 под камерой 6. Это лишнее давление принуждает воздух проходить через щель 29 и через слой горючего 15 в камеру 6 сгорания и дальше в топку 2, интенсифицируя процесс горения. При всем этом обеспечиваются отличные условия для экономной и резвой газификации горючего, также для резвого сгорания газов. В процессе газификации и горения топливные частички 12 становятся меньше по размерам и массе, потому воздушный поток также держит их от падения в сборник 8 золы через щель 29. Повдоль всей щели 29 появляется насыщенная зона горения, в которую свежее горючее повсевременно поступает по скату 27. Процесс горения осуществляется по принципу противотока: в процессе горения горючее миниатюризируется в объеме и сдвигается вниз, при этом его основная часть опускается в золоприемник 8, а газообразные составляющие, образующиеся в процессе горения, проходят ввысь и сходу сгорают в камере 6 сгорания, в соединительном канале 5 (если он имеется), также в топке 2. При всем этом создается высочайшая температура, которая может достигать даже 1000оС.

Регулирование термический мощности горелки можно проводить более гибко по сопоставлению с обыкновенной системой, работающей по принципу включено-выключено. Горючее поступает в камеру 6 сгорания, расположенную меж 27 и 28. При малой нагрузке слой горючего узенький; горение происходит поблизости щели 29 камеры 6 сгорания. Воздух, нужный для процесса горения, вдувается в камеру 6 сгорания через щель 29 с данным расходом. Управление электродвигателем либо другим приводным средством вентилятора 11 осуществляется подходящим регулирующим средством. При увеличении термический мощности скорость перемещения загрузчика 4 растет, потому слой горючего в камере 6 сгорания становится толще. Сразу растут размеры зоны горения. Это расширение размеров зоны горения выходит за счет размещения слоя горючего 15.1 на пластинке 28. Горючее можно добавлять до того времени, пока камера 6 сгорания не заполнится до входного отверстия 25. После чего термическую мощность можно прирастить за счет роста расхода воздуха, продуваемого вентилятором 11.

Конечный выключатель можно установить на входе в отверстие 25. Он предназначен для прекращения подачи свежайшего горючего в камеру 6 сгорания загрузчиком 4, когда камера заполнена. С другой стороны, этот конечный выключатель может обеспечивать регулирование термический мощности в режиме включено-выключено.

На фиг.1 показано положение, когда огромное количество горючего 15 находится в камере 6 сгорания. Горение имеет место в первом слое горючего 15.1 на пластинке 28. Примыкающий 2-ой слой горючего 15.2 сжат силой тяжести подаваемого свежайшего горючего и придавлен к пылающему слою, воспламеняясь от него. 3-ий слой горючего 15.3 уже имеет высшую температуру, а 4-ый слой горючего 15.4 стремительно греется. В итоге протекания такового процесса горючее высушивается послойно перед воспламенением. Такое горелочное устройство можно использовать для сжигания мокроватых топлив с содержанием воды, достигающим 60%.

Жесткое горючее, а именно древесная щепа, склонны к зависанию, т.е. в горючем 15, расположенном в камере 6 сгорания, образуются полости. Это может нарушить опускание горючего вниз и даже приостановить опускание горючего. Для предотвращения зависания горючего входной скат 27 устройства 1 либо часть устройства 1, примыкающую к 27, можно подсоединять к устройству, обеспечивающему ее вибрацию, т.е. приведение этой поверхности в легкое возвратно-поступательное движение. Вследствие этого горючее скользит вниз по скату 27 безпрепятственно.

Вибрационное устройство устроено таким макаром, что верхняя кромка ската 27 гибко крепится к раме устройства 1. Под скатом 27 установлены один либо несколько эксцентриков 16, которые крутятся на оси подходящим приводом, к примеру электродвигаталем, при этом их вращение осуществляется безпрерывно в течение всего процесса горения либо только по мере надобности. При вращении эксцентрик 16 толкает скат 27, приводя ее в легкое возвратно-поступательное движение. Ааналогично пластинку 27 можно приводить в движение или раздельно, или вместе со скатом 27.

Устройство для удаления золы представляет собой элемент в виде стержня либо трубчатый элемент (фиг.2 и 3). Устройство 17 для удаления золы имеет выступы 18, расположенные умеренно. Это устройство 17 размещено параллельно щели 29 и проходит через камеру 6 сгорания. Устройство 17 для удаления золы может передвигаться в осевом направлении либо в поперечном возвратно-поступательно, т. е. оно может или вибрировать, или крутиться вокруг собственной оси 19 в одном направлении либо со сменой направлений вращений. В конце оси 19 имеется колесо 20, которое соединено ременной передачей 21 с приводом, к примеру электромотором. Устройство 17 для удаления золы содействует тому, чтоб щель 29 была открыта по всей ширине, что обеспечивает равномерное сжигание горючего. Выступы 18, выполненные на устройстве 17 для удаления золы, препятствуют спеканию золы и обеспечивают ее дробление.

Если устройство 17 для удаления золы выполнено в виде трубчатого элемента, то можно обеспечить действенное его остывание. Устройство 17 соединено с источником охлаждающего агента, к примеру, воздуха либо воды (вода, масло). Охлаждающий агент под давлением циркулирует снутри трубчатого устройства для удаления золы, охлаждая его. В данном случае огромное количество тепла, которое выделяется в щели 73 в процессе сжигания, не изнашивает устройство для удаления золы очень стремительно, продлевая ресурс его работы.

Трубчатое устройство 17 для удаления золы размещено на полосы, которая является продолжением ската 27. При всем этом остается щель меж устройством 17 для удаления золы и пластинкой 28. Размер этой щели зависит, как это было отмечено выше, от типа и размеров частиц применяемого горючего.

Для поддержания температуры в камере 6 сгорания на более высочайшем уровне, что содействует протеканию процесса горения, устройство 1 и по мере надобности применяемый соединительный канал 5 пичкают слоем термоизоляции 22.

В соединительном канале 5 можно располагать каналы 23 для подачи вторичного воздуха, которые обеспечивают соответствующую подачу воздуха, в особенности для горелок большой мощности. Соединительный канал 5 может проходить вовнутрь топки 2 в виде так именуемого дожигательного канала 24. Каналы 23 для подачи вторичного воздуха и дожигательный канал 24 обеспечивают поддержание высочайшей температуры горючих газов, также делают лучше смещение и полноту выгорания газов.

Камера 6 сгорания, скат 27, пластинка 28, соединительный канал 5 выполнены из жаростойкого материала, к примеру, чугуна либо из жаростойкой керамики. Все внутренние элементы горелки 1 и, а именно скат 27 и пластинка 28, также устройство 17 для удаления золы могут изготавливаться в виде заменяемых частей. Это является принципиальным обстоятельством исходя из убеждений обслуживания, так как ни один из узнаваемых материалов не может длительно противостоять воздействию больших температур, развиваемых в процессе сжигания в горелке.

Эффективность сжигания в горелках находится в зависимости от ширины S камеры 6. Грубая оценка показала, что термическую мощность горелки можно поднять до 0,5 МВт при S = 50 см и до 1,5 Вт при S = 150 см. В горелочных устройствах, обрисованных выше, поперечник трубчатого устройства 17 для удаления золы составляет примерно 10 см, а размер щели 29 составляет, к примеру, 5 см. Высота h1 ската 27 составляет 60 см, а высота h2 пластинки 28 находится в границах 20-40 см. Обозначенные соотношения и характеристики являются только рекомендуемыми. Истинное изобретение не может никаким образом ограничиваться ими.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ БИОМАССЫ, содержащее V-образную камеру сгорания, образованную наклоненными друг к другу входным скатом и выходной сплошной пластинкой, нижние края которых размещены с образованием щели, имеющей длину, равную ширине входного ската, воздушную камеру и сборник золы, расположенные под камерой сгорания и сообщенные с последней через упомянутую щель, автоматическое загрузочное устройство подачи биомассы, включающее плоское направляющее полотно и входное отверстие, имеющее длину, равную ширине входного ската, и ограниченное с одной стороны верхним краем последнего, соединенного с направляющим полотном, имеющим ширину, равную ширине камеры сгорания, отличающееся тем, что входной скат также выполнен в виде сплошной пластинки, нижний край выходной пластинки заведен под нижний край последней до скрещения с воображаемой линией продолжения пластинки входного ската, направляющее полотно загрузочного устройства размещено горизонтально и перпендикулярно щели меж пластинами, входное отверстие ограничено со стороны выходной пластинки условной вертикальной плоскостью, проходящей через щель, имеющей длину, равную ширине выходной пластинки.

Картинки

Набросок 1, Набросок 2, Набросок 3

Советуем ознакомиться и с не так давно зарегистрированным патентом 2506848.