КРЕМАЦИОННАЯ ПЕЧЬ ПУЛЬСИРУЮЩЕГО ГОРЕНИЯ
PULSE COMBUSTION CREMATION FURNACE

Изобретение относится к устройствам для уничтожения органических отходов путем сжигания, в частности, к кремационным печам, специально предназначенным для сжигания преимущественно инфицированных трупов животных, птиц и других органических отходов, и может быть использовано в сельском хозяйстве и медицине.
Известна печь для кремации, состоящая из теплоизолированного металлического корпуса со съемной крышкой, дымовой трубой и колосника, выполненного из установленных в ряд с определенным шагом швеллеров с направленными вниз полками, торцевые поверхности каждого из которых примыкают к окнам в двух продольных трубах прямоугольного сечения, располагающихся вдоль внутренних стенок корпуса печи, и концы указанных продольных труб, смыкаясь в тыльной стороне печи в верхней части осадочной камеры, образуют сопло. (Патент RU №2 603 981 С1. Печь для кремации. - МПК: F23G 1/00, F23G 5/44. - Опубл. 10.12.2016). Недостатком известной печи является наличие в ее конструкции поддувальной дверцы для регулирования количества воздуха, поступающего в печь, колосника и экранов с осадочной камерой, необходимые для сжигания твердого топлива, что требует значительных трудовых затрат на обслуживание, снижающие эффективность сжигания органических отходов
Известна установка для кремации, содержащая корпус с расположенной в ней камерой сжигания, оборудованной жаропрочным материалом и снабженной закрывающимся люком. Со стороны люка расположена форсунка. С противоположной стороны расположена форсунка и дымоход. В верхней части камеры сжигания и нижней части дымохода расположена зона дожигания выходящих газов. Вдоль стенок камеры сжигания расположены перфорированные направляющие. Для подогрева воздуха установка снабжена подогревателем, а для ускорения процесса сжигания - рыхлителем. Изменение угла наклона установки осуществляется с помощью электродвигателя. (Патент RU №2 095 687 С1. Установка для кремации. - МПК: F23G 1/00. - Опубл. 10.11.1997). Данное техническое решение принято за прототип.
Недостатком известного технического решения, принятого за прототип, является наличие перфорированных направляющих вдоль стенок камеры сжигания, между которыми расположено устройство для рыхления сгораемого материала, причем установка выполнена с возможностью изменения угла наклона корпуса, что усложняет конструкцию установки и требует значительных трудовых затрат на обслуживание, снижающая тем самым эффективность сжигания органических отходов.
Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является интенсификация процесса кремации органических отходов, упрощение конструкции и сокращение затрат на обслуживание.
Техническим результатом заявляемого технического решения является упрощение конструкции кремационной печи путем исключения из нее перфорированных направляющих с устройством для рыхления сгораемого материала и интенсификация процесса кремации органических отходов за счет оригинальной схемы их сжигания в камере пульсирующим горением жидких или газообразных топлив с наблюдением процесса сжигания через смотровое окно.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной кремационной печи, содержащей теплоизолированный цилиндрической корпус, установленный на металлической раме и выполненный с камерой кремации органических отходов, обмурованной изнутри жаропрочным материалом, с закрываемыми крышкой люком для загрузки кремируемого материала и люком для удаления продуктов сгорания, дымовой трубой с зоной дожигания дымовых газов и форсунками с системами подвода к ним топлива и воздуха, связанными с блоком управления, одна из которых установлена в торцовой стенке камеры кремации со стороны дымовой трубы с наклоном в под камеры, согласно предложенному техническому решению. Согласно изобретению, камера выполнена с возможностью сжигания органических отходов в пульсирующем потоке сгораемого топлива и снабжена термодатчиком, связанным с блоком управления, для чего в качестве форсунки, установленной в торцовой стенке камеры кремации со стороны дымовой трубы, используется газо- или жидкотопливная горелка пульсирующего горения с запальником, соединенной с системами подачи топлива и воздуха, а другая форсунка выполнена для подачи воздуха в камеру кремации и установлена тангенциально к цилиндрической поверхности камеры кремации со стороны, противоположной дымовой трубе, причем люк для загрузки кремируемого материала выполнен сверху корпуса с откидной крышкой и запорной рукояткой, а дымовая труба - с эжектором выброса дымовых газов из камеры кремации, за которым расположена зона дожигания дымовых газов, при этом печь дополнительно содержит приточный вентилятор с воздухораспределительной заслонкой для переключения нагнетания воздуха через форсунку в камеру кремации и/или по воздуховоду в эжектор, а в противоположной от горелки торцовой стенке камеры кремации выполнено смотровое окно с наклоном в под камеры кремации, а люк для удаления продуктов сгорания выполнен с дверцей на уровне пода камеры;
дымовая труба на выходе из зоны дожигания дымовых газов сопряжена с теплообменником системы подогрева воды или воздуха.
Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявляемой кремационной печи пульсирующего горения, отсутствуют. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».
Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками заявляемого технического решения преобразования на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».
Заявляемая кремационная печь пульсирующего горения может быть использована в сельском хозяйстве и медицине для сжигания инфицированных трупов животных, птиц и других органических отходов. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «промышленная применимость».
Конструкция кремационной печи пульсирующего горения иллюстрируется схемами, где: на фиг. 1 показана кремационная печь, вид сбоку; на фиг. 2 - то же, вид сверху; на фиг. 3 - то же, продольный разрез А - А на фиг. 2; на фиг. 4 - общий вид корпуса с камерой пульсирующего горения, обмурованной изнутри жаропрочным материалом, в аксонометрии.
Сущность изобретения состоит в том, что предложена кремационная печь пульсирующего горения, содержащая теплоизолированный цилиндрической корпус 1, установленный на опорной раме 2. (Фиг. 1 и 2). Корпус 1 включает камеру 3 кремации органических отходов в пульсирующем потоке горения топлива, обмурованную изнутри жаропрочным материалом 4, например, шамотными блоками. (Фиг. 3 и 4). Сверху цилиндрической стенки корпуса 1 выполнен люк 5 для загрузки кремируемого материала, закрываемый откидной крышкой 6 с запорной рукояткой 7 и дымовой трубой 8. В торцовой стенке камеры 3 кремации со стороны дымовой трубы 8 установлена газо- или жидкотопливная горелка 9 пульсирующего горения с запальником, с наклоном к поду 10 камеры 3 кремации, соединенная с системами подвода к ней топлива и воздуха, оснащенная термодатчиком и блоком управления (условно не показаны). В противоположной торцовой стенке камеры 3 кремации выполнен люк 11 с дверцей 12 для удаления из камеры 3 кремации продуктов сжигания органических отходов. В корпусе 1 со стороны, противоположной дымовой трубе 8, тангенциально к цилиндрической поверхности камеры 3 кремации установлена форсунка 13 для подачи воздуха в камеру 3 кремации. Дымовая труба 8 выполнена с эжектором 14 отсоса дымовых газов из камеры 3 кремации и зоной дожигания дымовых газов за эжектором 14, при этом печь дополнительно содержит приточный электровентилятор 15 с воздухораспределительной заслонкой 16 для переключения нагнетания воздуха в камеру 3 кремации через тангенциально установленную форсунку 13 и/или по воздуховоду 17 в эжектор 14 посредством переключателя 18, а в противоположной от горелки 9 торцовой стенке корпуса 1 выполнено смотровое окно 19 с наклоном в под 10 камеры 3 кремации для контроля визуальным наблюдением за процессом кремации органических отходов. Дымовая труба 8 на выходе из зоны дожигания дымовых газов сопряжена с теплообменником 20 системы подогрева воды или воздуха.
Кремационная печь пульсирующего горения работает следующим образом.
Переключатель 18 воздухораспределительной заслонки 16 переводят в закрытое положение (3), при котором воздух с помощью приточного электровентилятора 15 подается в эжектор 14, установленный в дымовой трубе 8. Затем от запальника зажигают горелку 9 и факелом пламени 21 камера 3 кремации органических отходов прогревается в пульсирующем потоке сгораемого топлива, после прогрева которой запорной рукояткой 7 открывают люк 5 корпуса 1 и органические отходы загружают на под 10 камеры 3 для их кремации, а после загрузки органических отходов в камеру 3 люк 5 на корпусе 1 закрывают крышкой 6 и запирают рукояткой 7. Для полного сжигания органических отходов в камеру 3 через форсунку 13 подают необходимое количество воздуха, для чего переключатель 18 воздухораспределительной заслонки 16 ставят в положение открыто (О). В результате создания пульсирующего горения топлива с завихрением воздуха от тангенциально установленной форсунки 13, в камере 3 кремации органических отходов возникают резонансные колебания, которые воздействуют на загруженные в камеру 3 органические отходы, возбуждая их колебания, обеспечивая тем самым полноту и ускорение кремации органических отходов. Процесс кремации органических отходов визуально контролируют через смотровое окно 19. При этом горячие дымовые газы от горения топлива и сжигания органических отходов направляются в дымовую трубу 8, сопряженной с теплообменником 20, посредством которого тепло дымовых газов передается в систему подогрева воды или воздуха, а охлажденные дымовые газы выбрасывается в окружающее пространство. При достижении в камере 3 температуры 760°С блок управления посредством термодатчика отключает подачу топлива, при этом приточный электровентилятор 15 продолжает нагнетать воздух через форсунку 13 в камеру 3, поддерживая тем самым интенсивные процессы горения, и при падении температуры до 714°С блок управления посредством термодатчика автоматически запускает подачу топлива. При загрузке очередной порции отходов переключатель 18 воздухораспределительной заслонки 16 переводят в закрытое положение (3), при котором воздух от приточного электровентилятора 15 подается в эжектор 14, последний отсасывает остаточные газы от сгорания продуктов горения из камеры 3 кремации в дымовую трубу 8, тем самым исключается выброс дымовых газов через открытый крышкой 6 люк 5. После сжигания органических отходов отключают системы подачи топлива и воздуха в горелку 9, переключатель 18 воздухораспределительной заслонки 16 ставят в положение открыто (О) и воздухом, нагнетаемым приточным электровентилятором 15 через форсунку 13, продувают камеру 3, при этом горячие дымовые газы от горения топлива и сжигания органических отходов направляются в дымовую трубу 8, охлаждая ее для последующего удаления продуктов сгорания органических отходов через люк 11 с дверцей 12.
Оригинальная схема сжигания органических отходов в кремационной печи пульсирующим горением топлива, создающей резонансные колебания в камере 3 кремации, которые воздействуют на загруженные в камеру 3 органические отходы, возбуждая их колебания, и наличие электровентилятора 15 с воздухораспределительной заслонкой 16 позволяют эксплуатировать печь на жидких или газообразных топливах. В результате этого за счет интенсификации внутрикамерных процессов горения и сокращения эксплуатационных расходов повышается эффективность использования кремационной печи по сравнению с аналогами при тех же геометрических размерах в 1,7-2 раза.