ТЕПЛОГЕНЕРАТОР ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ
DIRECT ACTION HEAT GENERATOR

Изобретение относится к нагревательным устройствам, использующим теплоту от сгорания топлива, в частности к сушке твердых материалов или предметов путем удаления из них влаги, и может быть использовано в сушилках зерновых, мелкосеменных культур и др.
Известен модернизированный теплогенератор ТГ-1,5, содержащий форсунку, теплогенератор, топливный насос, сварную раму, электродвигатель, бак, фильтры грубой и тонкой очистки топлива, двухрядную цепную передачу с механизмом натяжения, завихритель [Волхонов М.С., Смирнов И.А., Шорохов Н.А. Экономичный теплогенератор для зерносушилки // Сельский механизатор. - 2014. - №4. - 40 с., с. 28-29].
Недостатком устройства является невозможность регулирования подачи воздуха в топку, пропорциональной количеству подаваемого топлива, при этом ухудшается процесс горения топлива по причине подачи холодного свежего воздуха в камеру сгорания, снижается КПД топки, увеличивается время на ее прогрев.
Наиболее близким, принятым за прототип, является теплогенератор, состоящий из отверстия для забора воздуха из воздушного капала тепловентиляционной системы сушилки, воздуховодов, вентилятора, завихрителя, камеры сгорания, топливного насоса высокого давления, топливопровода высокого давления, штифтовой форсунки [Волхонов М.С., Смирнов И.А., Габалов С.Л., Соколинский Р.В., Волхонов P.M. Совершенствование конструкции теплогенератора на жидком топливе // Актуальные проблемы науки в агропромышленном комплексе: сборник статей 66-й международной научно-практической конференции в трех томах. Том 2. - 2014. - 221 с., с. 80-85].
Недостатком конструкции указанного теплогенератора является то, что для подачи воздуха в камеру сгорания используется отдельный вентилятор, что приводит к увеличению стоимости теплогенератора, повышению энергозатрат на осуществление процесса, усложнению технической схемы. Забор подогретого воздуха осуществляется не в месте его максимального прогрева, что приводит к ухудшению смесеобразования, процесса горения и снижению теплового КПД топки.
Технической задачей заявленного изобретения является совершенствование конструкции, повышение теплового КПД и эксплуатационной надежности теплогенератора.
Поставленная задача решается тем, что в теплогенераторе прямого действия, включающем отверстие для забора воздуха из воздушного канала тепловентиляционной системы сушилки, воздуховод, завихритель, камеру сгорания, топливный насос высокого давления, штифтовую форсунку, согласно изобретению отбор воздуха для подачи в камеру сгорания осуществляется из зоны теплообмена между поверхностью камеры сгорания и свежим воздушным потоком через патрубок, установленный в сечении выхода дымовых газов из камеры сгорания.
Отбор и регулирование подачи свежего прогретого воздуха осуществляется поворотной усеченной полусферической заслонкой, установленной в патрубок.
Предлагаемая конструкция теплогенератора прямого действия за счет отличительных признаков обеспечивает решение поставленной задачи совершенствования конструкции теплогенератора, повышения теплового КПД и его эксплуатационной надежности.
Заявленное изобретение поясняется фигурами 1-4.
На фиг. 1 представлена схема теплогенератора прямого действия.
На фиг. 2 - патрубок с поворотной усеченной полусферической заслонкой. Открытое положение.
На фиг. 3 показан патрубок с поворотной усеченной полусферической заслонкой в закрытом положении.
На фиг. 4 изображена изометрия поворотной усеченной полусферической заслонки в патрубке.
Теплогенератор прямого действия состоит из отверстия для забора воздуха 3, патрубка 4, поворотной усеченной полусферической заслонки 5, воздуховода 6, завихрителя 7, камеры сгорания 10. В качестве топливоподающей аппаратуры использована форсунка 8, топливный насос высокого давления 1, топливопровод высокого давления 2. Керамический искровой разрядник 9 служит для электрического розжига топлива. Вся конструкция может устанавливаться в воздушный канал тепловентиляционной системы 11 сушилки [фиг. 1].
Поворотная усеченная полусферическая заслонка состоит из вала 2 и усеченной полусферической заслонки 3, смонтированных в патрубок 1 [фиг. 2, фиг. 3].
Теплогенератор прямого действия работает следующим образом. Топливный насос высокого давления 1 нагнетает топливо по топливопроводу 2 в штифтовую форсунку 8, установленную в камере сгорания 10. Камера сгорания 10 устанавливается внутри воздушного канала 11 сушилки, чем обеспечиваются наименьшие потери теплоты. Отверстие для забора воздуха 3 расположено в зоне теплообмена между поверхностью камеры сгорания и свежим воздушным потоком для отбора наиболее прогретого свежего воздуха. Забор воздуха осуществляется через патрубок 4 с поворотной усеченной полусферической заслонкой 5, установленной в сечении выхода дымовых газов из камеры сгорания 10. При помощи поворотной усеченной полусферической заслонки 5 отбирается наиболее прогретый свежий воздух, непосредственно из воздушного канала 11 тепловентиляционной системы сушилки. Наиболее прогретый свежий воздух поступает в камеру сгорания 10, проходя по воздуховоду 6 и завихрителю 7 [фиг. 1].
Отбор и регулирование подачи свежего прогретого воздуха осуществляется поворотом вала 2 усеченной полусферической заслонки 3 [фиг. 2, фиг. 3]. Полусферическая заслонка 3 усечена на 0,3…0,5 радиуса сферы, что обеспечивает подачу достаточного количества прогретого свежего воздуха для начала горения топлива в закрытом положении заслонки [фиг. 2]. Усеченная полусферическая заслонка 3 имеет диапазон угла поворота от 0° до 90°, при этом изменяется сечение отбора воздуха, тем самым обеспечивается подвод необходимого количества наиболее прогретого свежего воздуха для его подачи в камеру сгорания из общего воздушного потока, направляемого в сушильную камеру, с наименьшим гидравлическим сопротивлением без применения дополнительного вентилятора [фиг. 3]. Топливо распыляется в виде туманообразного облака в камере сгорания и хорошо перемешивается с поступающим наиболее прогретым свежим воздухом, что приводит к его полному сгоранию.
Такая конструкция теплогенератора прямого действия обеспечивает совершенствование конструкции теплогенератора, повышение теплового КПД и его эксплуатационной надежности.