ТОПКА ГОРБАЧЕВА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ИЗМЕЛЬЧЕННОГО ТОПЛИВА

Изобретение относится к топкам для сжигания измельченного топлива, в частности, для сжигания древесных отходов, в том числе: щепы, опилок, коры, смеси древесной биомассы с бытовыми отходами, отходов сельскохозяйственного производства.
Известна топка для сжигания топлива, в частности, древесных отходов, образованная по крайней мере одной парой параллельных стен, установленных с образованием полости между ними, при этом в полости установлена горизонтальная перегородка, расположенная выше уровня колосниковой решетки, а во внутреннем футерованном корпусе смонтированы дутьевые каналы (см. описание изобретения к патенту Российской Федерации, №2117863 С1, 6 23 В 1/62, 1994 г.).
Недостатком известной топки является то, что она не обеспечивает в полной мере вращательного движения дутьевого воздуха, а вместе с ним и измельченного топлива внутри топки, что приводит к неполному сгоранию топлива в зоне над колосниковой решеткой.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому техническому результату является топка для сжигания измельченного топлива, образованная из внешнего металлического корпуса, в котором с зазором смонтирован внутренний футерованный корпус, снабженный кольцевым пережимом (перегородкой) и выходным футерованным
патрубком, при этом на внутренней поверхности футерованного корпуса установлены тангентально ей воздушные сопла (см., например, книгу Головкова С.М., Коперина И.Ф., Найденова В.И. Энергетическое использование древесных отходов. М., «Лесная промышленность», 1987, с.с.73-78).
Недостатком данной известной топки является невысокая скорость выхода воздуха из сопел для обеспечения вращательного движения газов с измельченным топливом внутри топки, особенно при сжигании крупных фракций топлива, которые, не догорая во время вращательного движения в топочной камере, могут падать на колосниковую решетку.
Кроме того, недостатком данной топки является низкая долговечность футеровки, которая работает в высокотемпературных условиях при обтекании их газами и при выходе из строя требует длительного времени на восстановление либо замену.
Целью изобретения, на достижение которой направлена заявляемая топка, является повышение скорости истечения воздуха из сопел для обеспечения интенсивного вращательного движения газов с измельченным топливом внутри топки. Кроме того, целью изобретения является повышение долговечности футеровки.
Для достижения указанного технического результата в известной топке для сжигания измельченного топлива, образованной из внешнего металлического корпуса, в котором с зазором смонтирован внутренний футерованный корпус, снабженный кольцевым пережимом (перегородкой), при этом внутри футерованного корпуса установлены тангентально его внутренней поверхности воздушные сопла, воздушные сопла выполнены с внутренней профилированной поверхностью сужающимися или, например, с профилем сопла Лаваля, которое может быть выполнено под углом к входной части сопла, поворотным к входной части сопла, либо с косым срезом. Кроме того, сопло топки с профилированной внутренней поверхностью, сужающееся или например, с профилем сопла Лаваля, может быть выполнено
в виде вставки. Кроме того, между топочным пространством и футеровкой смонтирован экран, например, съемный.
На фиг.1 изображена топка для сжигания измельченного топлива, разрез;
На фиг.2 изображен дутьевой канал с сужающимся соплом, выполненным в виде вставки, установленной тангентально к дутьевому каналу;
На фиг.3 изображен дутьевой канал с соплом Лаваля, выполненным в виде вставки, установленной тангентально к дутьевому каналу;
На фиг.4 изображено сопло Лаваля;
На фиг.5 изображено сопло Лаваля, выполненное в виде вставки, с профилем, расположенным под углом к входной части сопла.
Топка для сжигания измельченного топлива содержит внешний металлический корпус I, в котором с зазором смонтирован внутренний футерованный корпус 2, снабженный кольцевым пережимом (перегородкой) 3, расположенным выше колосниковой решетки 4. Сверху топка закрыта плитой 5 с выходным футерованным патрубком 6, снизу - днищем 7. На внутренней поверхности футерованного корпуса 2 установлены дутьевые каналы 8. Топка содержит канал 9 для подачи измельченного топлива, а так же каналы 10, 11, 12 для подачи воздуха.
В предлагаемой топке установлены экраны 13, а дутьевые каналы 8 оборудованы профилированнми поверхностями сужающимися или, например, в виде сопла Лаваля 14 выполненными либо заодно целое с дутьевыми каналами 8, либо в виде отдельных вставок (фиг.3), расположенными тангентально внутренней поверхности экранов 13 или внутренней поверхности футерованного корпуса 2 при применении долговечных огнеупорных материалов.
Сужающееся сопло (фиг.2) включает корпус 1, с сужающейся внутренней профилированной поверхностью 2.
1
2
2
1
При выходе из сужающегося сопла (фиг.2) в зависимости от соотношения давлений на входе в сопло Р и в топочной камере Р воздушный поток разгоняется до тех пор, пока давление в топочной камере Р не будет равно примерно половине давления Р на входе.
Сопло Лаваля (фиг.4) включает в себя корпус 1 с внутренней профилированной поверхностью, образующей камеру А, расположенную между плоскостью 0-0 и сечением 1-1, сужающуюся часть Б, расположенную между сечениями 1-1 и 2-2 и расширяющуюся часть В, расположенную между сечением 2-2 и плоскостью 3-3, проходящей через срез сопла.
1
2
Сопло Лаваля, в зависимости от соотношения давления газа Р на входе в камеру А и давленияв топочной камере Р позволяет еще более разогнать газ и увеличить его скорость, вплоть до сверхзвуковой.
Сопло Лаваля может быть выполнено с выходной частью 1, расположенной под углом к камере 2 (фиг.5), либо иметь выходную часть 1, поворотную по отношению к камере 2 (не показано).
Топка работает следующим образом. Воздух для сжигания измельченного топлива п каналам 11 и 12 подается в зазор между наружным 1 внутренним футерованным корпусом 2, где охлаждает футеровку. Воздух подается также под кольцевой пережим (перегородку) 3. Затем воздух поступает в дутьевые каналы 8, проходит через профилированную поверхность сужающего сопла (фиг.2) или сопла Лаваля (фиг.3), из которых выходит с большой скоростью тангентально внутренней поверхности экранов 13 или футерованного корпуса 2, обеспечивая интенсивное вращательное движение газов с измельченным топливом внутри топки.
Экран 13 значительно снижает тепловую нагрузку на футеровку внутреннего корпуса 2.
Кольцевой пережим (перегородка) 3 служит для обеспечения дожигания крупных фракций на начальном участке топочной камеры.
Продукты сгорания, имеющие высокую температуру, через футерованный патрубок 6 подаются, например, в водогрейный котел, сушильную камеру, другим потребителям тепловой энергии.