RU137091U1

RU137091U1 - WATER HEATING DEVICE

Info

Publication number: RU137091U1
Application number: RU2013118676/06U
Authority: RU
Inventors: Сергей Андреевич Андреев; Юрий Александрович Судник; Елена Алексеевна Петрова; Владимир Михайлович Богоявленский
Original assignee: Сергей Андреевич Андреев
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2014-01-27

Abstract

Устройство для нагрева воды, содержащее опору с установленной на ней емкостью для воды, топочную камеру с размещенной в ней электроизолированной горелкой, оснащенной форсункой, дымовую трубу, бункеры золы и шлака, высоковольтные преобразователи напряжения и игольчатые электроды, направленные к центру топочной камеры, отличающееся тем, что оно дополнительно снабжено блоком развертки, а игольчатые электроды размещены в виде ряда секций (например, трех), изолированных между собой и размещенных по периферийной части топочной камеры, причем вход блока развертки подключен к питающей сети, а выходы - через высоковольтные преобразователи напряжения к горелке и к соответствующим секциям игольчатых электродов.A device for heating water, comprising a support with a water tank installed on it, a combustion chamber with an electrically insulated burner equipped with a nozzle, a chimney, ash and slag bins, high voltage voltage converters and needle electrodes directed towards the center of the combustion chamber, characterized in that it is additionally equipped with a scan unit, and the needle electrodes are placed in the form of a series of sections (for example, three), isolated among themselves and placed on the peripheral part of the combustion chamber, and the input of the scanner is connected to the mains, and the outputs through high-voltage voltage converters to the burner and to the corresponding sections of the needle electrodes.

Description

Устройство для нагрева воды относится к теплоэнергетике, в частности, к теплогенераторам, и может быть использовано для автономного отопления и горячего водоснабжения отдельных зданий и сооружений.A device for heating water relates to a power system, in particular, to heat generators, and can be used for autonomous heating and hot water supply of individual buildings and structures.

Известна котельная установка, реализующая способ интенсификации горения факела в топке, содержащая опору с установленной на ней емкостью для воды, топочную камеру с размещенной в ней электроизолированной горелкой, оснащенной форсункой, дымовую трубу, бункеры золы и шлака, высоковольтный преобразователь напряжения и игольчатые электроды, направленные к центру топочной камеры (см. патент 2079786, опубл. 20.05.97).A boiler plant is known that implements a method of intensifying a torch burning in a furnace, containing a support with a water tank installed on it, a furnace chamber with an electrically insulated burner installed in it, a nozzle, a chimney, ash and slag bins, a high voltage voltage converter and needle electrodes directed to the center of the combustion chamber (see patent 2079786, publ. 05.20.97).

Недостатком такой котельной установки является слабая интенсификация горения топлива и незначительное уменьшение объема отходящих токсичных газов вследствие того, что электрическое поле, образуемое между горелкой и игольчатыми электродами, является постоянным. Факел пламени, подвергающийся воздействию постоянного электрического поля, отклоняется исключительно в сторону игольчатых электродов. При этом эффекта закручивания топлива, воздуха, либо всей топливно-воздушной смеси не наблюдается. Отсутствие эффекта самопроизвольного закручивания определяет недостаточную интенсивность сгорания топлива в факеле и требует использования дополнительного дутьевого вентилятора, что усложняет конструкцию и снижает ее энергетические показатели.The disadvantage of such a boiler installation is a weak intensification of fuel combustion and a slight decrease in the volume of toxic toxic gases due to the fact that the electric field formed between the burner and the needle electrodes is constant. A flame torch, exposed to a constant electric field, deviates exclusively towards the needle electrodes. In this case, the twisting effect of fuel, air, or the entire fuel-air mixture is not observed. The absence of a spontaneous twisting effect determines the insufficient intensity of fuel combustion in the flare and requires the use of an additional blower fan, which complicates the design and reduces its energy performance.

Техническим результатом предлагаемой полезной модели является повышение интенсивности горения топлива и снижения объема отходящих токсичных газов.The technical result of the proposed utility model is to increase the intensity of fuel combustion and reduce the amount of toxic waste gases.

Такой технический результат достигается тем, что известная котельная установка содержащая опору с установленной на ней емкостью для воды, топочную камеру с размещенной в ней электроизолированной горелкой, оснащенной форсункой, дымовую трубу, бункеры золы и шлака, высоковольтные преобразователи напряжения и игольчатые электроды, направленные к центру топочной камеры, дополнительно снабжено блоком развертки, а игольчатые электроды размещены в виде ряда секций (например, трех), изолированных между собой и размещенных по периферийной части топочной камеры, причем вход блока развертки подключен к питающей сети, а выходы - через высоковольтные преобразователи напряжения к горелке и к соответствующим секциям игольчатых электродов.This technical result is achieved by the fact that the known boiler installation containing a support with a water tank installed on it, a combustion chamber with an electrically insulated burner equipped with a nozzle, a chimney, ash and slag bins, high voltage voltage converters and needle electrodes directed to the center the combustion chamber is additionally equipped with a scan unit, and the needle electrodes are placed in the form of a series of sections (for example, three), isolated among themselves and placed at the peripheral hour and the combustion chamber, the scanner input is connected to the mains, and outputs - through a high-voltage converters to the burner and to the respective sections of needle electrodes.

На фиг.1 представлен общий вид устройства для нагрева воды.Figure 1 presents a General view of a device for heating water.

Устройство для нагрева воды содержит опору 1 с установленной на ней емкостью 2 для воды, топочную камеру 3 с размещенной в ней электроизолированной горелкой 4, оснащенной форсункой 5, дымовую трубу 6, бункеры 7 золы и шлака, высоковольтные преобразователи 8 напряжения, игольчатые электроды 9 и блок 10 развертки. Игольчатые электроды 9 изолированы между собой, направлены к центру топочной камеры 3 и размещены в виде ряда секций по периферийной части топочной камеры 3. Количество таких секций должно быть не менее двух, однако качественная работа устройства достигается при трех секциях, смещенных относительно друг друга на угол 120 градусов. Вход блока 10 развертки подключен к питающей сети, а выходы - через высоковольтные преобразователи 8 напряжения к горелке 4 и к соответствующим секциям игольчатых электродов 9. Блок 10 развертки представляет собой электронное или электромеханическое устройство с одним входом и несколькими выходами. Количество выходов соответствует количеству секций игольчатых электродов 9. Высоковольтные преобразователи 8 напряжения выполнены в виде повышающих трансформаторов или трансформаторов в комбинации со схемами умножения напряжения.A device for heating water comprises a support 1 with a water tank 2 installed on it, a combustion chamber 3 with an electrically insulated burner 4, equipped with a nozzle 5, a chimney 6, ash and slag bins 7, high voltage voltage converters 8, needle electrodes 9 and block 10 scan. The needle electrodes 9 are isolated among themselves, directed towards the center of the combustion chamber 3 and placed in the form of a series of sections along the peripheral part of the combustion chamber 3. The number of such sections should be at least two, however, high-quality operation of the device is achieved with three sections offset by an angle 120 degrees. The input of the scan unit 10 is connected to the mains, and the outputs are through high-voltage voltage converters 8 to the burner 4 and to the corresponding sections of the needle electrodes 9. The scan unit 10 is an electronic or electromechanical device with one input and several outputs. The number of outputs corresponds to the number of sections of the needle electrodes 9. High-voltage voltage converters 8 are made in the form of step-up transformers or transformers in combination with voltage multiplication circuits.

Устройство для нагрева воды работает следующим образом.A device for heating water works as follows.

После подачи топлива в топочную камеру 3 через горелку 4 и последующего его распыления форсункой 5, смесь поджигают. Горение топливно-воздушной смеси сопровождается повышением температуры в топочной камере 3 и нагревом емкости 2 для воды, удерживаемой опорой 1. Продукты сгорания, а вместе с ними токсичные газы удаляются в атмосферу через дымовую трубу 6. Зола и шлак, образующиеся в процессе горения оседают в бункере 7 золы и шлака, откуда впоследствии удаляются.After supplying fuel to the combustion chamber 3 through the burner 4 and its subsequent atomization by the nozzle 5, the mixture is ignited. The combustion of the air-fuel mixture is accompanied by an increase in temperature in the combustion chamber 3 and the heating of the water tank 2 held by the support 1. The combustion products, and with them the toxic gases are removed into the atmosphere through the chimney 6. The ash and slag generated during combustion settle in hopper 7 ash and slag, from where subsequently removed.

Электрическая энергия, подводимая ко входу блока 10 развертки в качестве питания, перераспределяется между его выходами. При этом частота и очередность коммутации определяются блоком 10 развертки. С выходов блока 10 развертки электрическая энергия поочередно подается на входы высоковольтных преобразователей 8 напряжения, а с выходов последних - на горелку 4 и соответствующие секции игольчатых электродов 9.The electrical energy supplied to the input of the scanner unit 10 as power is redistributed between its outputs. In this case, the frequency and sequence of switching are determined by the scanner unit 10. From the outputs of the scanner unit 10, electrical energy is alternately supplied to the inputs of the high voltage voltage converters 8, and from the outputs of the latter to the burner 4 and the corresponding sections of the needle electrodes 9.

В пространстве топочной камеры 3 между горелкой 4 и соответствующей секцией игольчатых электродов 9 образуется электрическое поле напряженностью не менее 1 кВ/см. Это электрическое поле взаимодействует с пламенем, ионизируя факел и вынося из него несгоревшие радикалы топлива. Происходит дополнительное дробление частиц топлива и его электростатическое распыление до молекулярного уровня по объему топочной камеры 3. При этом вследствие периодического изменения пространственного расположения электрического поля происходит дополнительное возвратно-поступательное (при наличии двух секций игольчатых электродов 9) или вращательное (при наличии трех и более секций игольчатых электродов 9) движение факела. Вследствие этого суммарная поверхность соприкосновения топлива с окислителем увеличивается, температура факела пламени возрастает, а расход топлива и объем отходящих токсичных газов уменьшаются.In the space of the combustion chamber 3 between the burner 4 and the corresponding section of the needle electrodes 9, an electric field of at least 1 kV / cm is formed. This electric field interacts with the flame, ionizing the torch and removing unburned fuel radicals from it. There is additional crushing of fuel particles and its electrostatic atomization to a molecular level in the volume of the combustion chamber 3. In this case, due to periodic changes in the spatial location of the electric field, an additional reciprocating (in the presence of two sections of needle electrodes 9) or rotational (in the presence of three or more sections needle electrodes 9) torch movement. As a result, the total contact surface of the fuel with the oxidizing agent increases, the flame temperature increases, and the fuel consumption and the volume of toxic toxic gases decrease.

Таким образом, внутри топочной камеры образуется пульсирующее или вращательное электрическое поле, способствующее возникновению режима самопроизвольного колебания или закручивания топливно-воздушной смеси, определяющего повышенную интенсификацию горенияThus, a pulsating or rotational electric field is formed inside the combustion chamber, which contributes to the emergence of a spontaneous oscillation or swirling of the fuel-air mixture, which determines an increased intensification of combustion

Claims

A device for heating water, comprising a support with a water tank mounted on it, a combustion chamber with an electrically insulated burner equipped with a nozzle, a chimney, ash and slag bins, high voltage voltage converters and needle electrodes directed towards the center of the combustion chamber, characterized in that it is additionally equipped with a scan unit, and the needle electrodes are placed in the form of a series of sections (for example, three), isolated among themselves and placed on the peripheral part of the combustion chamber, and the input of the scanner is connected to the mains, and the outputs through high-voltage voltage converters to the burner and to the corresponding sections of the needle electrodes.