ТОПОЧНАЯ КАМЕРА ТЕПЛОТЕХНИЧЕСКОГО УСТРОЙСТВА

Полезная модель относится к области энергетики и может быть использована при проектировании топок котлов, теплогенераторов и других теплотехнических устройств.
Известна топка теплотехнического устройства, состоящая из камеры сгорания, узла подачи топлива с узлом зажигания и вентилятором. Топка также снабжена дымовой трубой и предохранительным клапаном.
В процессе работы топки, топливо смешивается с воздухом и вентилятором и нагнетается в камеру сгорания. Устройство зажигания поджигает топливную смесь на входе в камеру сгорания. Таким образом в камере сгорания образуется факел пламени горения топливовоздушной смеси. В процессе сгорания топлива образующаяся тепловая энергия разогревает стенки камеры, нагревая, например, воду, если топка является частью водогрейного котла. Продукты сгорания удаляются через дымовую трубу. В случае, если давление в топке превысит расчетное, срабатывает предохранительный клапан. (см. патент РФ, №2096689, Кл. F 23 M 11/00, 1997 г.) - наиболее близкий налог.
В результате анализа известного устройства необходимо отметить, что оно, как и заявленное, содержит камеру сгорания, форсунку для подачи топливной смеси в камеру сгорания, средство для поджига топливной смеси, поступающей в камеру сгорания. Однако известное устройство характеризуется повышенным расходом топлива, неравномерным заполнением им камеры сгорания, что приводит к различной теплоотдаче стенок камеры сгорания, а также повышенным выбросом продуктов сгорания в атмосферу за счет неполного сгорания топлива.
Задачей настоящей полезной модели является разработка топочной камеры теплотехнического устройства, обеспечивающей равномерное распределение
топлива по камере сгорания и его более полное сгорание, а также снижение выброса продуктов сгорания в атмосферу.
Поставленная задача обеспечивается тем, что в топочной камере теплотехнического устройства, содержащей камеру сгорания, форсунку для подачи топлива в камеру сгорания, а также устройство поджига подаваемого форсункой в камеру сгорания топлива, новым является то, что топочная камера снабжена дополнительной форсункой, предназначенной для подачи воды в факел сжигаемого топлива.
При проведении патентных исследований из уровня техники не выявлены решения, идентичные заявленному, а следовательно, заявленная полезная модель соответствует условию охраноспособности «новизна».
Сведений, изложенных в материалах заявки, достаточно для практического осуществления полезной модели.
Сущность полезной модели поясняется графическими материалами, на которых представлена схема топочной камеры теплотехнического устройства.
Топочная камера теплотехнического устройства содержит камеру сгорания 1, форсунку 2 для подачи топлива, например, мазута, в камеру сгорания. Форсунка имеет возможность посредством магистрами 3 соединения с топливным резервуаром (не показан). Для воспламенения топлива, поступающего в камеру сгорания 1 из форсунки 2, предназначено устройство 4 поджига топлива.
Топочная камера также содержит форсунку 5 для подачи воды в факел пламени сгорания топлива (подачи на работающую топливную форсунку).
Форсунка 5 также соединена с резервуаром поды (не показан) посредством магистрали 6.
Топочная камера содержит канал 7 для выхода продуктов сгорания.
Топочная камера может также содержать иные конструктивные элементы, которые зависят от конкретного вида оборудования, в котором используется данная камера. Так на камере могут быть установлены предохранительные клапаны (не показаны).
Необходимо отметить, что выполнение форсунок, устройства поджига и иных конструктивных элементов камеры является известным, оно не составляет предмета патентной охраны и поэтому в материалах заявки не раскрыто.
Форсунки могут быть смонтированы непосредственно на топочной камере или на стойках, установленных около нее. Естественно, что в системах подачи топлива и воды установлены нагнетательные насосы (не показаны).
Топочная камера теплотехнического устройства работает следующим образом.
В процессе работы топочной камеры топливо из резервуара по магистрами 3 подается к форсунке 2, через которую оно под давлением в виде мелких частичек выбрасывается в камеру сгорания 1. На выходе из форсунки топливо воспламеняется устройством 4 поджига и в камеру сгорания направляется факел сгорающего топлива. В процессе сгорания топлива тепловая энергия отводится через стенки камеры сгорания 1, нагревая, например, воду. Продукты сгорания отводятся через канал 7.
При сгорании топлива в факел пламени подается вода из форсунки 5.
2
2
2
Вода помогает повысить коэффициент сжигания топлива и обеспечить экономию топлива до 30%, а выбросы вредных примесей в атмосферу снижаются до 50%. Факел увеличивается в объеме и заполняет всю камеру. Происходит реакция обратимого разложения вещества, вызываемая повышением температуры. Из одного вещества образуются несколько (2НО=2Н+О). С добавлением воды процесс идет стабильнее и экономичнее. В нормальный мазут, который имеет обводненность по норме 1,5%, вода добавляет до 50%.
2
2
2
2
2
Из различных процессов жидкого топлива наибольшее практическое значение имеет разложение НО. Взаимодействие водорода с кислородом сопровождается выделением теплоты 286 кдж/моль (58,3 ккал/моль) при 25°С. Реакция 2H+О=2HО идет медленно. Распад молекул НО становится заметным лишь при 1500°С (жаропроизводительность жидкого топлива 2100°С).
Это реакция объясняется следующим: топливо, поступая в горелку, распыляется форсункой. Капли топлива (мазута) размером до 2 мм смешиваются с водой и возникает вскипание и образуется пар. Водяной пар разрывает капли
топлива на более мелкие. В результате топливо становится более качественным. Пламя факела сокращается, становится светлым. Естественно, увеличивается снижение недожига топлива. Сгорание топлива в мелких каплях увеличивается. Благодаря добавке воды капли долетают до поверхности нагрева и взрываются на них. Такое топливо заполняет камеру на 95%.
Как правило, в топочном оборудовании трубы обматывали шнуровым асбестом во избежание осадков сажи и коксовых частиц. Это снижало площадь нагрева до 15%, что уменьшало КПД камеры топочной установки. С добавкой воды асбест не применяется. С помощью воды увеличивается долговечность топочного оборудования. Вода предотвращает отложение на трубах осадков сажи и коксовых частиц, а также способствует очистке поверхностей от старых сажистых образований. Не требуется плановая очистка топочного оборудования, которая является очень трудоемкой.