ОГНЕПРЕГРАДИТЕЛЬ
FLAME ARRESTER

1. Область техники
Изобретение относится к области энергетики, противопожарной защиты в химической, нефтехимической, нефтеперерабатывающей, газовой и в других областях промышленности и позволяет повысить эффективность сжигания топлива и уничтожения дымовых, токсичных и экологически опасных веществ при повышении надежности, взрыво- и пожаробезопасности, что весьма важно для жизни и здоровья человека и защиты окружающей среды.
2. Уровень техники
4
Наиболее близким аналогом заявленного предложения, принятым в качестве его прототипа, является огнепреградитель, состоящий из корпуса с размещенными внутри вставками, размещенными поперечно относительно центральной оси корпуса, пересекающими ее и смещенными относительно друг друга так, что суммарная проекция вставок полностью перекрывает поперечное сечение корпуса, причем вставки размещены перпендикулярно оси корпуса (А.С. СССР №1388059 А1, МПК: A62C 4/00, 22.08 1985 г.).
Недостатком прототипа является ограниченное обеспечение съема тепла и отсутствие теплоизоляции.
3. Раскрытие изобретения
Задачей изобретения является более эффективный теплосъем, повышение эффективности сжигания топлива и уничтожения дымовых, токсичных, экологически опасных веществ при повышенной надежности, взрыво- и пожаробезопасности.
Поставленная задача обеспечивается тем, что вокруг трубы со вставками установлена водяная рубашка с теплоизоляцией с входом мягкой холодной воды снизу и выходом горячей воды сверху.
Вставки выполнены в виде цилиндров, сообщающихся с водяной рубашкой с одной стороны и имеющих с другой стороны выпуклое днище с радиусом шаровой поверхности, равным радиусу цилиндра.
4. Краткое описание чертежа
Заявленный огнепреградитель представлен на прилагаемой фигуре в виде вертикальной трубы 2, установленной на печи 1, которая может использоваться для сжигания газа, дров, угля, а также бытовых отходов.
В нижней части трубы 2 размещены поперечно ее оси вставки 3, выполненные в виде цилиндров, смещенных относительно центральной оси корпуса трубы 2. Вставки 3, представленные на разрезе прилагаемой фигуры, пересекают ось трубы 2 и смещены относительно друг друга так, что суммарная проекция вставок полностью перекрывает поперечное сечение трубы 2. Для этого рекомендуемое количество вставок - восемь штук. Вокруг участка трубы 2, на котором размещены вставки 3, установлена рубашка 4, в которую подается снизу мягкая вода (для ограничения накипеобразования, желательно, с pH более 10), обработанная электролизером или реагентами.
Вставки 3 выполнены в виде цилиндров, сообщающихся с водяной рубашкой 4 с одной стороны и имеющих с другой стороны выпуклое днище с радиусом шаровой поверхности, равным радиусу вставок 3.
5. Функционирование изобретения
Благодаря тому что в заявленном предложении во вставках 3, сообщающихся с рубашкой 4, установленной на трубе 2 печи 1, в отличие от прототипа находится вода, отличающаяся от всех других веществ своими уникальными свойствами, в частности теплоемкостью, заявленная совокупность признаков проявляет новые свойства, что в соответствии со ст.1350 Гражданского Кодекса РФ обеспечивает изобретательский уровень предложенного технического решения.
Дымовые газы вместе с пламенем из топки печи 1 поступают в трубу 2 со вставками 3 водяной рубашки 4 и теплоизоляцией, установленной на топке печи, где сжигают газ, дрова, уголь и любые бытовые отходы.
Дымовые газы поступают в корпус огнепреградителя, обтекают поперечно расположенные вставки 3 и, проходя по зазорам между вставками и корпусом огнепреградителя, закручиваются по винтовой линии, нагревая воду, которой заполнены вставки 3 водяной рубашки 4. Пламя в дымовых газах гаснет, соприкасаясь со вставками 3, поскольку они (их донышки) рядом с корпусом огнепреградителя образуют сопла Лаваля переменного сечения, которые от вставке к вставки поворачиваются снизу вверх по винтовой линии, ускоряя дымовые газы, разрушая их вредный состав и одновременно снимая с них тепло водой. Происходит каскадная турбулентность фронта пламени с лавинным ускорением и одновременным съемом тепла.
В соплах Лаваля переменного сечения находятся объемные заряды от дуговых и искровых разрядов от процессов ионизации и диссоциации атомов углерода, которые от вставки к вставке, поворачиваясь, образуют плазменный электромагнитный винтовой шнур, который обеспечивает возникновение потока электроэнергии в соответствии с законом самопроизвольной индукции Фарадея.
Низкотемпературная плазма здесь не только способна обеспечить нагрев воды до температуры кипения, но и любых текучих сред до нужных температур, что весьма важно для нашей далеко не тропической страны.
Именно плазма эффективно уничтожает отходы особо токсичных веществ, т.к. ее высокое энергосодержание, как в плазмотроне, позволяет разложить на атомарные составляющие практически любое вещество, тем самым нейтрализовать их.
В самом деле, вода, находящаяся во вставках 3, соприкасающихся с пламенем и горячими газами от печи 2, начинает кипеть, что приводит к интенсивному теплообмену между трубой и водяной рубашкой 4 и проявлению новых свойств заявленной совокупности признаков. В частности, измерения показали, что кипение воды во вставках 3 происходит при значениях температур воды в них, меньших 100°C.
6. Выводы
Техническими результатами заявленного предложения является повышение эффективности огнепреградителя, получение дополнительной электрической энергии, а также возможность уничтожения любых отходов.
Важно отметить, что в заявленном предложении более нагретые участки трубы и вставок активно охлаждает конвекционный поток жидкости, для чего конструкции вставок за счет шарообразной формы днища и цилиндрической боковой поверхности обеспечивают наиболее благоприятные условия (см. Интернет: Альтшуллер Г.С. Алгоритм изображения).