UA118238C2

UA118238C2 - HEATING DEVICE WITH HEATING FUNCTION

Info

Publication number: UA118238C2
Application number: UAA201704723A
Authority: UA
Inventors: Олександр Володимирович Черненко; Тарас Олександрович Черненко; Олександр Олександрович Черненко; Ірина Сергіївна Черненко
Original assignee: Олександр Володимирович Черненко; Тарас Олександрович Черненко; Олександр Олександрович Черненко; Ірина Сергіївна Черненко
Priority date: 2017-05-16
Filing date: 2017-05-16
Publication date: 2018-12-10

Abstract

Спалювальний пристрій з функцією теплогенерації містить щонайменше частково термоізольований корпус, бункер із верхнім засобом подачі палива, розташовану у корпусі нижче бункера камеру спалювання та колосникову решітку, щонайменше один засіб подання повітря до внутрішнього простору камери спалювання та щонайменше один засіб відведення газоподібних продуктів згоряння. Камера спалювання виконана багатоступеневою та розташованою над колосниковою решіткою, а також оснащена завихрювачем потоків газів. Пристрій додатково оснащений теплообмінником та щонайменше однією камерою допалювання і доокислення, розташованою нижче колосникової решітки перед теплообмінником. Камера спалювання та камера допалювання і доокислення виконані вакуумного типу.A heat-generating combustion device comprises at least partially a thermally insulated housing, a top fuel feed hopper located in the housing below the bunker of the combustion chamber and a grate, at least one means of supplying air to the internal space of the combustion chamber and at least one means of venting the products. The combustion chamber is made of a multi-stage and located above the grate, and is equipped with a vortex of gas flows. The apparatus is further equipped with a heat exchanger and at least one afterburner and oxidation chamber below the grate in front of the heat exchanger. The combustion chamber and the afterburner and the oxidation chamber are vacuum type.

Description

Винахід належить до пристроїв для спалення палива та/або утилізації відходів переважно побутового типу (далі по тексту - пристрій), побудованих за принципом газогенераторного спалювання, в яких паливо подається до або через зону згоряння за рахунок сили тяжіння, наприклад із бункера для палива, який розташований над зоною згоряння (нижній процес горіння). Як паливо можуть бути використані відходи деревообробної промисловості, комунальних підприємств, сільськогосподарських підприємств тощо.The invention relates to devices for burning fuel and/or waste disposal, mainly of a domestic type (hereinafter referred to as the device), built according to the principle of gas generator combustion, in which fuel is supplied to or through the combustion zone due to gravity, for example from a fuel hopper, which located above the combustion zone (lower combustion process). Waste from the woodworking industry, municipal enterprises, agricultural enterprises, etc. can be used as fuel.

Під паливом у цьому описі мається на увазі як паливо, спеціально призначене для спалювання, наприклад, дерев'яні пелети, тирса, вугілля тощо, такі і відходи різних видів: аграрної промисловості (кукурудза, тріска дерева, лузга насіння тощо), тваринної промисловості (тельбухи, тваринні частини тощо) хімічної промисловості (гума, пластик тощо), ганчір'я, інші тверді побутові відходи, зокрема, такі як паливо, отримане із відходів, відоме як КОЕ (КеїизеIn this description, fuel is meant as fuel specially intended for burning, for example, wood pellets, sawdust, coal, etc., as well as waste of various types: agricultural industry (corn, wood chips, seed husks, etc.), animal industry ( carcasses, animal parts, etc.) of the chemical industry (rubber, plastic, etc.), rags, other solid household waste, in particular, such as waste-derived fuel, known as CFU (Keiize

Оегіма Ешеї) тощо.Oeghim Eshei) etc.

Під теплогенерацією у цьому описі мається на увазі отримання теплоти з інших видів енергії, зокрема у процесі спалювання різних видів палива.Heat generation in this description refers to obtaining heat from other types of energy, in particular in the process of burning various types of fuel.

Винахідникам відомо пристрої аналогічного призначення, серед яких найближчим за сукупністю суттєвих ознак є пристрій для спалювання твердого палива, вибраний за найближчий аналог, який містить щонайменше частково термоїзольований корпус, бункер із верхнім засобом подачі палива, розташовану у корпусі нижче бункера камеру спалювання та колосниковий центр, засіб подання повітря до пристрою для окиснення палива та засіб відведення газоподібних продуктів згоряння, в якості якого використано димохідну трубу.The inventors know devices of a similar purpose, among which the closest in terms of essential features is a device for burning solid fuel, selected as the closest analog, which contains at least a partially thermally insulated housing, a hopper with an upper means of fuel supply, a combustion chamber located in the housing below the hopper and a grate center, a means of supplying air to the device for fuel oxidation and a means of removing gaseous combustion products, for which a chimney is used.

Також пристрій містить завантажувальну камеру з жаростійким черенем у вигляді зрізаного конуса, меншою основою направлено вниз. Як засіб подання повітря використано наскрізні канали, що зв'язують окружний канал подачі повітря для первинного окиснення палива з надколосниковим простором, та центральний вертикально направлений вниз канал, який виконує роль камери допалювання палива та піролізного газу, що утворюється при горінні, сполучений з автономною дозуючою камерою подачі повітря - окиснювача. Описаний пристрій має прямі отвори для подачі повітря в камеру спалювання (патент ОА 75772 С2, опублікований 15.05.2006).The device also contains a loading chamber with a heat-resistant stem in the form of a truncated cone, the smaller base of which is directed downwards. As a means of air supply, through channels are used, which connect the circumferential air supply channel for the primary oxidation of fuel with the space above the grate, and the central channel vertically directed downwards, which acts as a chamber for afterburning fuel and pyrolysis gas formed during combustion, connected to an autonomous metering device air supply chamber - oxidizer. The described device has direct holes for supplying air to the combustion chamber (patent OA 75772 C2, published on 05/15/2006).

Недоліками найближчого аналога є, зокрема, те, що при потраплянні палива різноїThe disadvantages of the closest analogue are, in particular, that when different types of fuel get into it

Зо щільності та різної вологи можуть утворюватися ущільнені стовпчики або випалені пустоти у будь-якій частині пристрою. Через те, що отвори для подачі повітря в камеру спалювання виконані прямими, повітря надходить шляхом найменшого опору, охолоджуючи прогорілі повітряні кишені у камері спалювання, ще більше ущільнюючи стовпчики. Це призводить до часткової зміни необхідного рівня потужності та температурного режиму, тобто при роботі пристрою відбуваються неконтрольовані коливання потужності та температури, які є недопустимими при багатьох застосуваннях пристрою як теплогенератора.Compacted columns or burnt voids can form in any part of the device due to density and different moisture. Because the combustion chamber air inlets are straight, air flows through the path of least resistance, cooling the burned-out air pockets in the combustion chamber, further sealing the columns. This leads to a partial change in the required power level and temperature regime, i.e. uncontrolled fluctuations in power and temperature occur during the operation of the device, which are unacceptable in many applications of the device as a heat generator.

При цьому отвори (канали) для подачі повітря в камеру спалювання накриті спіралеподібними виступами, призначеними для захисту від потрапляння до них золи та їх заплавлення у процесі роботи пристрою. Проте така конструкція має недостатні захисні функції і при виході пристрою на максимальну потужність призводить до швидкого розплавлення низькоплавких матеріалів та мінералізації, заплавлення і зашлаковування отворів, що зменшує безперервний час роботи пристрою.At the same time, the holes (channels) for supplying air to the combustion chamber are covered with spiral protrusions designed to protect against ash getting into them and their melting during the operation of the device. However, this design has insufficient protective functions and when the device reaches its maximum power, it leads to rapid melting of low-melting materials and mineralization, melting and slagging of holes, which reduces the continuous operation time of the device.

Також, якщо спалюють важке, вологе та щільне паливо, то жаростійкий черінь, виконаний у вигляді зрізаного конуса, меншою основою направленого вниз наскрізними каналами, один приймає на себе всю вагу палива, завантаженого у пристрій, що додатково сприяє в ньому утворенню ущільнених стовпчиків та прогоранню повітряних кишень у частині палива, яка менш ущільнена. Даний недолік також сприяє нестабільності рівня необхідної потужності та температурного режиму, що неприпустимо для теплогенерації.Also, if heavy, wet and dense fuel is burned, then the heat-resistant black, made in the form of a truncated cone, with a smaller base directed downwards through channels, alone takes on the entire weight of the fuel loaded into the device, which additionally contributes to the formation of compacted columns in it and burnout air pockets in the part of the fuel that is less compacted. This shortcoming also contributes to the instability of the required power level and temperature regime, which is unacceptable for heat generation.

У нижній частині жаростійкого череня розташований конусоподібний колосник з отворами, встановлений меншою основою конуса догори. Такий колосник з одного боку зменшує просипання палива, але у той самий час збільшує можливість утворення ущільнених стовпчиків та прогорання повітряних кишень, про які йшлося вище.In the lower part of the heat-resistant stem, there is a cone-shaped grate with holes, installed with the smaller base of the cone up. Such a grate, on the one hand, reduces fuel spillage, but at the same time increases the possibility of the formation of compacted columns and the burning of air pockets, which were discussed above.

Недоліком пристрою за найближчим аналогом також є неможливість його ревізії та прочистки під час роботи, без зупинки пристрою, що зменшує час безперервної роботи між обслуговуванням та прочистками, а також потребує повного допалювання палива та зупинки даного пристрою (неконтрольований час допалювання і неможливість встановлення чіткого регламенту прочистки за часом).The disadvantage of the device according to the closest analogue is also the impossibility of its revision and cleaning during operation, without stopping the device, which reduces the time of continuous work between maintenance and cleaning, as well as the need for complete refueling and stopping of this device (uncontrolled refueling time and the impossibility of establishing a clear cleaning schedule by time).

В основу винаходу поставлено задачу за рахунок особливостей конструктиву - створення циклонно-вихрових потоків вакуумного типу забезпечити рівномірне, якісне допалювання бо розбивання спресованих паливних стовпчиків та вугілля різної щільності та хімічного складу,The invention is based on the task of creating vacuum-type cyclonic-eddy currents to ensure uniform, high-quality afterburning because of the breakdown of compressed fuel columns and coal of different density and chemical composition due to the features of the design.

відсутність утворення повітряних кишень у паливі, уникнення охолодження частини пристрою та часткового виведення його з необхідної потужності та необхідного температурного режиму.absence of formation of air pockets in the fuel, avoidance of cooling of part of the device and partial removal of it from the required power and required temperature regime.

Модель винаходу збудована у вигляді набору зрізаних конусів, меншими основами направленими вниз, між конусами вбудовуються багатоступеневі жиклери, розташовані під гострим кутом відносно центра конуса, що забезпечує утворення багатоступеневих безперервних циклонно-вихрових потоків вакуумного типу, які не можливо зупинити. Ці потоки утворюють ефект турбіни вакуумного типу. Коли в пристрій для спалювання завантажується щільне, вологе та важке паливо, за рахунок великої кількості конусів, вага розподіляється рівномірно на кожен з конусів, що і запобігає утворенню ущільнених стовпчиків, вигоранню пустотілих карманів. Це забезпечує рівномірне спалювання та стабільне підтримання необхідної потужності пристрою та повний контроль за температурою. Відсутній колосник у вигляді зрізаного конуса, меншою основою направленого догори, замість якого встановлена пряма колосникова решітка з вогнетривкого матеріалу, яка знаходиться під набором зрізаних конусів, меншими основами направленими вниз, що утворює з набором жиклерів багатоступеневі циклонно-вихрові потоки вакуумного типу. Також забезпечує безперешкодне просипання золи і унеможливлює заплавлення пристрою і виведення його з необхідної потужності, та в рази подовжує час безперебійної роботи пристрою. Також пристрій прочищається та обслуговується без зупинки його.The model of the invention is built in the form of a set of truncated cones, with smaller bases directed downward, multi-stage jets located at an acute angle relative to the center of the cone are embedded between the cones, which ensures the formation of multi-stage continuous vacuum-type cyclonic-vortex flows that cannot be stopped. These flows create a vacuum-type turbine effect. When dense, wet and heavy fuel is loaded into the combustion device, due to the large number of cones, the weight is distributed evenly on each of the cones, which prevents the formation of compacted columns and the burning of hollow pockets. This ensures uniform burning and stable maintenance of the required power of the device and full control over the temperature. There is no grate in the form of a truncated cone, with a smaller base directed upwards, instead of which a straight grate made of refractory material is installed, which is located under a set of truncated cones, with smaller bases directed downwards, which forms with a set of jets multi-stage cyclone-vortex flows of the vacuum type. It also ensures unhindered ash spillage and makes it impossible for the device to flood and remove it from the required power, and many times extends the time of uninterrupted operation of the device. Also, the device can be cleaned and serviced without stopping it.

В основу винаходу поставлено задачу створення конструкції універсального спалювального пристрою, який дозволяє здійснити спалювання палива (твердого палива, побутових відходів та іншого подібного) без необхідності перевлаштування пристрою під якийсь конкретний тип палива або під паливо з різними параметрами вологості або розміру часток та одночасно здійснити теплогенерацію за рахунок спалювання отриманого синтез-газу безпосередньо у камері спалювання пристрою. Додатковою задачею є уникнення шкідливих викидів на виході з пристрою без необхідності додаткової фільтрації продуктів згоряння шляхом спалювання чадного газу та інших шкідливих речовин ще у об'ємі камери спалювання та камери допалювання і доокислення. Також задачею є підвищення енергоефективності використання пристрою шляхом забезпечення процесу спалювання без залучення додаткових джерел енергії.The invention is based on the task of creating a design of a universal combustion device, which allows you to burn fuel (solid fuel, household waste, and the like) without the need to rearrange the device for a specific type of fuel or for fuel with different parameters of humidity or particle size, and at the same time to generate heat according to due to the combustion of the obtained synthetic gas directly in the combustion chamber of the device. An additional task is to avoid harmful emissions at the exit of the device without the need for additional filtering of combustion products by burning carbon monoxide and other harmful substances in the volume of the combustion chamber and the afterburning and oxidation chamber. Also, the task is to increase the energy efficiency of using the device by ensuring the combustion process without involving additional energy sources.

Наступною задачею є підвищення теплової потужності теплогенерації для розширення галузіThe next task is to increase the thermal power of heat generation for the expansion of the industry

Зо використання пристрою. Ще одною задачею є розширення інтервалу потужності теплогенерації пристрою з одночасною стабілізацією потрібної температури теплогенерації в залежності від потреб користувача пристрою (з похибкою не більше декількох градусів). | також додатковою задачею є підвищення зручності користування пристроєм та його обслуговування.From using the device. Another task is to expand the range of the heat generation power of the device with simultaneous stabilization of the desired heat generation temperature depending on the needs of the device user (with an error of no more than a few degrees). | also an additional task is to improve the ease of use of the device and its maintenance.

Поставлені задачі вирішуються таким чином, що у даному спалювальному пристрої з функцією теплогенерації, який містить щонайменше частково термоізольований корпус, бункер із верхнім засобом подачі палива, розташовану у корпусі нижче бункера камеру спалювання та колосникову решітку, щонайменше один засіб подання повітря до внутрішнього простору камери спалювання та щонайменше один засіб відведення газоподібних продуктів згоряння, відповідно до винаходу, камера спалювання виконана багатоступеневою та розташованою над колосниковою решіткою, а також оснащена завихрювачем потоків газів вакуумного типу. При цьому пристрій додатково оснащений теплообмінником та щонайменше однією камерою допалювання і доокислення, розташованою нижче колосникової решітки перед теплообмінником, а камера спалювання та камера допалювання і доокислення виконана за принципом створення циклонно-вихрових потоків вакуумного типу.The tasks are solved in such a way that in this combustion device with the function of heat generation, which contains at least a partially thermally insulated housing, a hopper with an upper means of fuel supply, a combustion chamber located in the housing below the hopper and a grate, at least one means of supplying air to the internal space of the combustion chamber and at least one means of removal of gaseous combustion products, according to the invention, the combustion chamber is multi-stage and located above the grate, and is also equipped with a swirler of vacuum-type gas flows. At the same time, the device is additionally equipped with a heat exchanger and at least one post-combustion and post-oxidation chamber, located below the grate in front of the heat exchanger, and the combustion chamber and post-combustion and post-oxidation chamber are made according to the principle of creating vacuum-type cyclone-vortex flows.

Згідно з переважним варіантом виконання пристрою, камера допалювання і доокислення може містити щонайменше один завихрювач потоків газів.According to the preferred embodiment of the device, the post-burning and post-oxidation chamber may contain at least one swirler of gas flows.

Згідно з ще одним переважним варіантом виконання пристрою, камера допалювання |і доокислення може містити щонайменше один горизонтальний завихрювач потоків газів та щонайменше один вертикальний завихрювач потоків газів, розташовані послідовно.According to another preferred embodiment of the device, the post-burning and post-oxidation chamber may contain at least one horizontal swirler of gas flows and at least one vertical swirler of gas flows arranged in series.

Згідно з ще одним переважним варіантом виконання пристрою, він додатково може містити димосос, сполучений із засобом відведення газоподібних продуктів згоряння.According to another preferred version of the device, it can additionally contain a smoke extractor connected to a means of removing gaseous combustion products.

Згідно з ще одним переважним варіантом виконання пристрою, як засіб подання повітря до внутрішнього простору камери спалювання може бути використано сукупність жиклерів, пов'язаних в єдину систему, вхідні отвори яких розташовані на поверхні корпусу по його висоті, а вихідні отвори сполучені під гострим кутом з боковою поверхнею кожного ступеня камери спалювання.According to another preferred version of the device, as a means of supplying air to the internal space of the combustion chamber, a set of jets connected into a single system can be used, the inlet holes of which are located on the surface of the body along its height, and the outlet holes are connected at an acute angle to the side surface of each stage of the combustion chamber.

Згідно з ще одним переважним варіантом виконання пристрою, кожний завихрювач потоків газів може мати круглий поперечний переріз, по периметру якого розташовані канали подання повітря, виконані під гострим кутом до радіального напрямку круглого поперечного перерізу.According to another preferred version of the device, each swirler of gas flows can have a circular cross-section, along the perimeter of which there are air supply channels made at an acute angle to the radial direction of the circular cross-section.

Згідно з ще одним переважним варіантом виконання пристрою, як засіб відведення газоподібних продуктів згоряння може бути використано димохідну трубу, розташовану після теплообмінника.According to another preferred version of the device, a flue located after the heat exchanger can be used as a means of removing gaseous combustion products.

Згідно з ще одним переважним варіантом виконання пристрою, бункер може містити верхню частину та нижню частину, при цьому верхня частина виконана відокремлюваною та обладнаною дверцятами для завантажування палива.According to another preferred embodiment of the device, the hopper may contain an upper part and a lower part, with the upper part being separable and equipped with a fuel loading door.

Згідно з ще одним переважним варіантом виконання пристрою, бункер може містити нижню частину з щонайменше частково футерованою поверхнею, розташовану у корпусі.According to another preferred embodiment of the device, the hopper may include a lower part with at least a partially lined surface located in the body.

Згідно з ще одним переважним варіантом виконання пристрою, стінки камери спалювання можуть містити щонайменше частково футеровану поверхню.According to another preferred embodiment of the device, the walls of the combustion chamber may contain at least a partially lined surface.

Згідно з ще одним переважним варіантом виконання пристрою, камера спалювання виконана у вигляді набору зрізаних конусів, меншими основами направленими вниз, між якими вбудовано багатоступеневі жиклери, розташовані під гострим кутом відносно центра конуса.According to another preferred version of the device, the combustion chamber is made in the form of a set of truncated cones, with smaller bases directed downwards, between which multi-stage jets are embedded, located at an acute angle relative to the center of the cone.

Між сукупністю суттєвих ознак винаходу і заявленим технічним результатом є наступний причинно-наслідковий зв'язок.There is the following causal relationship between the set of essential features of the invention and the claimed technical result.

Обладнання пристрою камерою спалювання у вигляді набору зрізаних конусів, меншими основами направлених вниз, між якими вбудовано багатоступеневі жиклери, розташовані під гострим кутом відносно центра конуса, забезпечує утворення багатоступеневих безперервних циклонно-вихрових потоків вакуумного типу, які працюють постійно та стабільно. Ці потоки створюють ефект турбіни вакуумного типу. Коли у пристрій для спалювання завантажують щільне, вологе та важке паливо, за рахунок наявності набору конусів вага палива розподіляється рівномірно на кожен з конусів, що запобігає утворенню ущільнених стовпчиків та вигоранню пустотілих кишень. Це забезпечує рівномірне спалювання та стабільне підтримання необхідної потужності пристрою та повний контроль за температурним режимом його роботи.Equipping the device with a combustion chamber in the form of a set of truncated cones with smaller bases directed downwards, between which multi-stage jets located at an acute angle relative to the center of the cone are embedded, ensures the formation of multi-stage continuous vacuum-type cyclonic-vortex flows that work constantly and stably. These flows create a vacuum-type turbine effect. When dense, wet and heavy fuel is loaded into the combustion device, due to the presence of a set of cones, the weight of the fuel is distributed evenly to each of the cones, which prevents the formation of compacted columns and burnout of hollow pockets. This ensures uniform combustion and stable maintenance of the necessary power of the device and full control over the temperature mode of its operation.

У порівнянні з найближчим аналогом використання колосникової решітки з рівною поверхнею з вогнетривкого матеріалу, яка розташована нижче набору зрізаних конусів, меншими основами направленими вниз, замість колосникової решітки у вигляді зрізаного конуса, меншою основою направленого догори (як у прототипі), утворює разом з набором жиклерів багатоступеневі циклонно-вихрові потоки вакуумного типу, забезпечує безперешкоднеCompared to the closest analogue, the use of a grate with a flat surface of refractory material, which is located below a set of truncated cones, with smaller bases directed downwards, instead of a grate in the form of a truncated cone, with a smaller base directed upwards (as in the prototype), forms together with a set of jets multi-stage cyclonic-eddy currents of the vacuum type, provides unhindered

Зо просипання золи і улоеможливлює заплавлення камери спалювання та виведення пристрою з необхідної потужності, а також подовжує час безперервної роботи пристрою у декілька разів.Ash spillage also makes it possible to flood the combustion chamber and remove the device from the required power, as well as extend the time of continuous operation of the device several times.

Використання колосникової решітки такої конструкції дозволяє здійснювати обслуговування пристрою та очистку без необхідності його зупинки.The use of a grill grate of this design allows the device to be serviced and cleaned without the need to stop it.

Шляхом утворення легкого вакууму усередині багатоступеневої камери спалювання та за допомогою завихрювачів потоків газів, якими обладнано кожний ступінь камери спалювання, отримують циклонно-вихрові потоки газів у внутрішньому просторі камери спалювання. Утворені таким чином потоки дозволяють досягти перетворення піролізних газів, отриманих при спалюванні палива, спочатку у синтез-газ, а потім і його спалювання безпосередньо у пристрої.By creating a light vacuum inside the multi-stage combustion chamber and with the help of swirlers of gas flows, which are equipped with each stage of the combustion chamber, cyclone-vortex flows of gases are obtained in the internal space of the combustion chamber. The flows formed in this way make it possible to achieve the transformation of pyrolysis gases obtained during fuel combustion, first into synthesis gas, and then its combustion directly in the device.

При цьому обладнання пристрою додатково щонайменше однією камерою допалювання і доокислення та забезпечення циклонно-вихрових потоків газів у її об'ємі дозволяє підвищити ефективність процесу спалювання та зменшити кількість шкідливих речовин, зокрема, СО, на виході з пристрою.At the same time, equipping the device with at least one post-combustion and post-oxidation chamber and ensuring cyclonic-vortical flows of gases in its volume allows to increase the efficiency of the combustion process and reduce the amount of harmful substances, in particular, CO, at the output of the device.

Принцип циклонно-вихрового спалювання виведений в результаті досліджень аеродинаміки торнадо і атмосферних циклонів. Саме циклонно-вихрові потоки вакуумного типу забезпечують надходження продуктів згоряння у теплообмінник, змішуючи в сильно закручених потоках паливо з повітрям у камері спалювання. При цьому утворення циклонно-вихрових потоків саме за допомогою вакууму (камери спалювання та камери допалювання і доокислення вакуумного типу) забезпечує попереднє вигоряння палива замість прямого контакту полум'я з теплообмінником, сприяючи повному спалюванню палива.The principle of cyclonic-vortex combustion was derived as a result of research into the aerodynamics of tornadoes and atmospheric cyclones. It is the vacuum-type cyclonic-eddy currents that ensure the entry of combustion products into the heat exchanger, mixing fuel with air in the combustion chamber in highly swirling flows. At the same time, the formation of cyclonic-eddy currents precisely with the help of vacuum (combustion chamber and afterburning and post-oxidation chamber of the vacuum type) ensures preliminary combustion of fuel instead of direct contact of the flame with the heat exchanger, contributing to complete combustion of fuel.

Винахідниками шляхом численних досліджень було визначено, що утворення вакууму є необхідною умовою для підвищення ефективності спалювання палива у циклонно-вихрових потоках. При цьому дослідження показали, що для підвищення ефективності достатньо навіть утворення вакууму за допомогою природної тяги прогрітого засобу відведення газоподібних продуктів згоряння (наприклад димохідної труби), що суттєво підвищує енергоефективність процесу спалювання та дозволяє здійснити процес без використання додаткових джерел енергії, наприклад, на утворення потоків за допомогою електровентиляторів та примусове створення тиску.The inventors, through numerous studies, determined that the formation of a vacuum is a necessary condition for increasing the efficiency of fuel combustion in cyclonic-eddy currents. At the same time, studies have shown that even the creation of a vacuum using the natural draft of a heated means of removing gaseous combustion products (for example, a chimney) is sufficient to increase efficiency, which significantly increases the energy efficiency of the combustion process and allows the process to be carried out without the use of additional energy sources, for example, for the formation of flows with the help of electric fans and forced creation of pressure.

Спалювання синтез-газу безпосередньо у об'ємі пристрою для отримання теплогенерації дозволяє уникнути необхідності охолодження або фільтрування синтез-газу перед його бо утилізацією, що забезпечує зменшення енергетичних втрат, більш якісне висококалорійне спалювання та робить процес теплогенерації більш ефективним та екологічним, також дозволяє здійснити чітке регулювання та встановлення точних показників температур, в залежності від призначення пристрою.Combustion of synthesis gas directly in the volume of the device for obtaining heat generation avoids the need to cool or filter the synthesis gas before its utilization, which ensures a reduction in energy losses, higher-quality high-calorie combustion and makes the heat generation process more efficient and environmentally friendly, and also allows for a clear adjustment and setting of accurate temperature indicators, depending on the purpose of the device.

Також випробування запропонованої конструкції пристрою показали, що використання багатоступеневих циклонно-вихрових камер спалювання вакуумного типу дозволяє забезпечити газифікацію матеріалів різних видів з високою вологістю (до 75 95) та різного хімічного складу, зокрема, таких як бадилля кукурудзи, тріска дерева, лузга насіння та інші подібні аграрні відходи, пластик, побутові відходи, ганчір'я, тельбухи та інші тваринні відходи, тверді побутові відходи тощо без необхідності перелаштування пристрою під певний тип палива або паливо з різними параметрами вологості, або паливо різних фракцій. Більш того, було випробувано спалювання змішаного палива, наприклад палива різних типів упереміш або завантаження палива шарами різної вологості. Таким чином, заявлений пристрій дозволяє отримати спалювання палива без його попередньої підготовки, сортування або калібрування.Also, tests of the proposed design of the device showed that the use of multi-stage cyclone-vortex combustion chambers of the vacuum type allows for the gasification of various types of materials with high humidity (up to 75 95) and different chemical composition, in particular, such as corn tops, wood chips, seed husks and others similar agricultural waste, plastic, household waste, rags, body bags and other animal waste, solid household waste, etc. without the need to adjust the device for a certain type of fuel or fuel with different humidity parameters, or fuel of different fractions. Moreover, the burning of mixed fuel, for example fuel of different types mixed together or loading of fuel in layers of different humidity, was tested. Thus, the claimed device allows you to obtain fuel combustion without its preliminary preparation, sorting or calibration.

При цьому при використанні заявленого пристрою було досягнуто теплову потужність у межах від 20 кВт до 20 000 кВт в залежності від мети теплогенерації зі стабільною температурою теплогенерації для кожної потужності. Зазначений інтервал потужності досягається досягненням температури розпечених газів, які надходять до теплообмінника, у межах від 700 "С до 2 700 "С. Регулювання теплової потужності пристрою у зазначених межах без зміни його конструкції досягається регулюванням подачі потоків повітря, які надходять до камери спалювання для утворення циклонно-вихрових потоків вакуумного типу, та регулюванням тяги, утвореної через засіб відведення продуктів згоряння (димохідну трубу).At the same time, when using the claimed device, a heat output ranging from 20 kW to 20,000 kW was achieved depending on the purpose of heat generation with a stable heat generation temperature for each power. The specified power interval is achieved by reaching the temperature of the heated gases entering the heat exchanger in the range from 700 "C to 2,700 "C. Regulation of the thermal power of the device within the specified limits without changing its design is achieved by regulating the supply of air flows that enter the combustion chamber for the formation of vacuum-type cyclone-vortex flows, and by regulating the draft created through the means of removing combustion products (chimney).

Таке регулювання може бути здійснене будь-яким відомим способом, зокрема за допомогою регульованих жиклерів, та не є об'єктом цього винаходу.Such regulation can be carried out in any known way, in particular with the help of adjustable jets, and is not the object of the present invention.

Також обладнання камери допалювання і доокислення завихрювачами потоків газів вакуумного типу, розташованими послідовно у різних площах (вертикально та горизонтально), дозволяє продовжити процеси перетворення піролізних газів у синтез-газ та його спалювання, розпочаті у камері спалювання, що додатково підвищує ефективність процесу теплогенерації та дозволяє отримати теплову потужність у зазначених вище межах.Also, the equipment of the post-combustion and post-oxidation chamber with swirlers of vacuum-type gas flows, located sequentially in different areas (vertically and horizontally), allows to continue the processes of transformation of pyrolysis gases into synthesis gas and its combustion, started in the combustion chamber, which additionally increases the efficiency of the heat generation process and allows to obtain thermal power within the limits indicated above.

Додаткове обладнання пристрою димососом, сполученим із засобом відведення газоподібних продуктів згоряння, дозволяє підвищити ефективність створення тяги для отримання вакууму усередині пристрою, а також підвищити зручність регулювання циклонно- вихрових потоків для зміни потужності теплогенерації.The additional equipment of the device with a fume hood combined with a device for removing gaseous combustion products allows to increase the efficiency of creating a thrust to obtain a vacuum inside the device, as well as to increase the convenience of regulating cyclone-eddy currents to change the power of heat generation.

Використання сукупності жиклерів, зокрема регульованих, як засобу подання повітря до внутрішнього простору камери спалювання, вхідні отвори яких розташовані на поверхні корпусу по його висоті, а вихідні отвори сполучені з боковою поверхнею кожного ступеня камери спалювання, є одним із оптимальних варіантів подачі повітря у камеру спалювання для отримання циклонно-вихрових потоків вакуумного типу, що також і забезпечує регулювання подачі повітря.The use of a set of jets, in particular adjustable ones, as a means of supplying air to the internal space of the combustion chamber, the inlet holes of which are located on the surface of the body along its height, and the outlet holes are connected to the side surface of each stage of the combustion chamber, is one of the optimal options for supplying air to the combustion chamber to obtain vacuum-type cyclonic-eddy currents, which also ensures air supply regulation.

Використання завихрювачів потоків газів з круглим поперечним перерізом, по периметру якого розташовані канали подання повітря, виконані під гострим кутом до радіального напрямку круглого поперечного перерізу, дозволяє отримати циклонно-вихрові потоки навіть при відносно невеликій тязі у камері спалювання.The use of swirlers of gas flows with a circular cross-section, along the perimeter of which air supply channels are located, made at an acute angle to the radial direction of the circular cross-section, allows obtaining cyclonic-vortical flows even with a relatively small thrust in the combustion chamber.

Використання димохідної труби, розташованої після теплообмінника, як засобу відведення газоподібних продуктів згоряння, також дозволяє забезпечити процес теплогенерації самим пристроєм.The use of a flue located after the heat exchanger as a means of removing gaseous combustion products also allows for the heat generation process by the device itself.

Виконання бункера з верхньою частиною та нижньою частиною, при цьому верхня частина виконана відокремлюваною та обладнаною дверцятами для завантажування палива, дозволяє підвищити зручність доступу до внутрішнього простору бункера та камери спалювання.The design of the hopper with an upper part and a lower part, while the upper part is made separable and equipped with a door for loading fuel, allows to increase the convenience of access to the internal space of the hopper and the combustion chamber.

При цьому виконання нижньої частини бункера з щонайменше частково футерованою поверхнею, розташованої у корпусі, та стінок камери спалювання з щонайменше частково футерованою поверхнею дозволяє підвищити ефективність газифікації палива без залежності від його типу, а також підвищити стійкість елементів пристрою до кислотного та лужного середовища та будь-яких температурних режимів.At the same time, the execution of the lower part of the hopper with an at least partially lined surface, located in the housing, and the walls of the combustion chamber with an at least partially lined surface allows to increase the efficiency of fuel gasification regardless of its type, as well as to increase the resistance of the device elements to acidic and alkaline environments and any what temperature regimes.

Далі наведено приклад здійснення спалювального пристрою з функцією теплогенерації та способу спалювання палива та теплогенерації з використанням такого пристрою. Приклад проілюстровано наступними зображеннями: - На фіг. 1 - загальний вигляд пристрою у подовжньому перерізі, - На фіг. 2 - поперечний переріз пристрою.The following is an example of the implementation of a combustion device with the function of heat generation and a method of fuel combustion and heat generation using such a device. The example is illustrated by the following images: - Fig. 1 - a general view of the device in longitudinal section, - Fig. 2 - cross section of the device.

Наведений приклад пристрою та способу його використання не обмежує інші варіанти виконання пристрою у заявлених межах, а тільки пояснює можливість реалізації винаходу та окремі моменти такої реалізації.The given example of the device and the method of its use does not limit other versions of the device within the stated limits, but only explains the possibility of implementing the invention and individual moments of such implementation.

На фіг. 1-2 використано наступні позначення:In fig. 1-2 the following designations are used:

Спалювальний пристрій з функцією теплогенерації містить щонайменше частково термоізольований корпус 1, бункер 2 із верхнім засобом З подачі палива, розташовану у корпусі 1 нижче бункера 2 циклонно-вихрову камеру 4 спалювання вакуумного типу (далі - камера спалювання 4) та колосникову решітку 5, сукупність жиклерів б як засіб подання повітря до внутрішнього простору камери спалювання та димохідну трубу 7 як засіб відведення газоподібних продуктів згоряння.The combustion device with the function of heat generation contains at least a partially thermally insulated housing 1, a hopper 2 with an upper means of fuel supply, a cyclone-vortex combustion chamber 4 of the vacuum type located in the housing 1 below the hopper 2 (further - combustion chamber 4) and a grate 5, a set of jets b as a means of supplying air to the internal space of the combustion chamber and chimney 7 as a means of removing gaseous combustion products.

Вхідні отвори жиклерів 6 розташовані на поверхні корпусу 1 по його висоті, а вихідні отвори сполучені з боковою поверхнею кожного ступеня камери спалювання 4. Жиклери 6 виконані регульованими.The inlet holes of the jets 6 are located on the surface of the body 1 along its height, and the outlet holes are connected to the side surface of each stage of the combustion chamber 4. The jets 6 are adjustable.

Камера спалювання 4 виконана багатоступеневою, розташована над колосниковою решіткою 5, а також оснащена завихрювачем 8 циклонно-вихрових потоків газів вакуумного типу.The combustion chamber 4 is multi-stage, located above the grate 5, and is also equipped with a swirler 8 of cyclonic-vortex gas flows of the vacuum type.

Завихрювач 8 потоків газів кожного ступеня камери спалювання 4 має круглий поперечний переріз (фіг. 2), по периметру якого розташовані канали 9 подання повітря, виконані під гострим кутом до радіального напрямку круглого поперечного перерізу.The swirler 8 of the gas flows of each stage of the combustion chamber 4 has a circular cross-section (Fig. 2), along the perimeter of which there are air supply channels 9, made at an acute angle to the radial direction of the circular cross-section.

Пристрій додатково оснащений теплообмінником 10, розташованим перед димохідною трубою 7 по напрямку руху продуктів спалювання від камери спалювання до виходу з пристрою.The device is additionally equipped with a heat exchanger 10, located in front of the chimney 7 in the direction of movement of combustion products from the combustion chamber to the exit from the device.

Пристрій також містить камеру 11 допалювання і доокислення, розташовану нижче колосникової решітки 5 перед теплообмінником 10. Камера також оснащена циклонно-вихровим завихрювачем газів вакуумного типу, як камера 4.The device also contains an afterburning and post-oxidation chamber 11, located below the grate 5 in front of the heat exchanger 10. The chamber is also equipped with a vacuum-type cyclone-vortex swirler, like chamber 4.

Камера 11 допалювання і доокислення може містити завихрювачі потоків газів, подібні завихрювачу 8, розташованому у камері спалювання 4, зокрема, щонайменше один горизонтальний завихрювач 12 потоків газів та щонайменше один вертикальний завихрювач 13 потоків газів, розташовані послідовно.The afterburning and post-oxidation chamber 11 may contain gas flow swirlers similar to the swirler 8 located in the combustion chamber 4, in particular, at least one horizontal gas flow swirler 12 and at least one vertical gas flow swirler 13 arranged in series.

Пристрій додатково може містити димосос 14 в димохідній трубі 7.The device can additionally contain a smoke extractor 14 in the chimney 7.

Зо Бункер 2 містить верхню частину 15 та нижню частину 16. Верхня частина 15 виконана відокремлюваною та обладнаною дверцятами для завантажування палива з верхнім засобом подачі палива 3. Нижня частина 16 розташована у корпусі ї та виконана з щонайменше частково футерованою поверхнею 17 з вогнетривких матеріалів.Z Bunker 2 contains an upper part 15 and a lower part 16. The upper part 15 is made separable and equipped with a door for loading fuel with the upper fuel supply means 3. The lower part 16 is located in the body and is made with at least partially lined surface 17 of fire-resistant materials.

Стінки камери спалювання 4 також виконані з щонайменше частково футерованою поверхнею 17 з вогнетривких матеріалів.The walls of the combustion chamber 4 are also made with an at least partially lined surface 17 of refractory materials.

Вогнетривкі матеріали для футерувальних поверхонь 17 можуть бути вибрані, наприклад, серед таких матеріалів як шамот, муліто-корунд, бакор, цирконій та інших подібних і відомих з рівня техніки. Вибір вогнетривких матеріалів залежить від виду палива, зокрема, такого як КОБЕ, яке необхідно утилізувати або спалити у пристрої. В залежності від потрібної потужності пристрою, загальна вага вогнетривких матеріалів може бути у межах від 200 кг до 20 000 кг.Refractory materials for lining surfaces 17 can be selected, for example, from such materials as fireclay, mulito-corundum, bacor, zirconium and others similar and known from the state of the art. The choice of refractory materials depends on the type of fuel, in particular, such as KOBE, which must be disposed of or burned in the device. Depending on the required power of the device, the total weight of refractory materials can range from 200 kg to 20,000 kg.

Завдяки правильному підбору вогнетривких матеріалів додатково досягають підвищення ефективності газифікації будь-якого палива, а також стійкість до кислого або лужного середовища та значних температурних режимів.Thanks to the correct selection of refractory materials, the efficiency of gasification of any fuel is additionally achieved, as well as resistance to acidic or alkaline environments and significant temperature regimes.

Корпус 1 може мати герметичну металеву обшивку 18 для підвищення якості контролю за процесом спалювання та запобігає впливу навколишнього середовища на процеси, які відбуваються у пристрої.The housing 1 can have a hermetic metal casing 18 to improve the quality of control over the combustion process and prevent environmental influences on the processes taking place in the device.

Камера 11 допалювання і доокислення додатково містить дверцята для видалення золи 19.The post-burning and post-oxidation chamber 11 additionally contains a door for ash removal 19.

Спалювальний пристрій з функцією теплогенерації використовують наступним чином.The combustion device with the function of heat generation is used as follows.

Паливо будь-якого виду та параметрів, зокрема, змішаного типу (наприклад, бадилля та качани кукурудзи, деревна тріска, лушпиння насіння та інші аграрні відходи, гума, пластик, відходи нафтопереробки, торф, вугілля, побутові відходи, ганчір'я, нутрощі, кістки, пір'я та інші тваринні відходи, тверді побутові відходи) завантажують до бункера 2 через дверцята З для завантажування палива, обладнані домкратом. Завантаження може здійснюватися вручну або автоматично в залежності від потужності печі. Додаткове завантаження палива, наприклад, зі сховища, може бути здійснене у будь-який час після завантаження першої порції палива протягом роботи пристрою без його зупинки. Додаткове завантаження палива може бути здійснене через верхній засіб подачі палива З вручну або за допомогою автоматичних систем завантаження відомого типу: револьверних, транспортерних, шнекових, ліфтових та інших подібних. Обсяг бункера 2 може становити у межах від 0,11 м? до 6,5 м" залежно від необхідної 60 теплової потужності. Під власною вагою паливо потрапляє у циклонно-вихрову камеру спалювання вакуумного типу 4. Підпалювання розташованого у камері спалювання 4 палива здійснюється через дверцята на бічній поверхні корпусу 1.Fuel of any type and parameters, in particular, mixed type (for example, corn tops and cobs, wood chips, seed husks and other agricultural waste, rubber, plastic, oil refinery waste, peat, coal, household waste, rags, offal, bones, feathers and other animal waste, solid household waste) are loaded into hopper 2 through fuel loading door C, equipped with a jack. Loading can be done manually or automatically depending on the power of the furnace. Additional loading of fuel, for example, from storage, can be carried out at any time after loading the first portion of fuel during the operation of the device without stopping it. Additional fuel loading can be carried out through the upper means of fuel supply C manually or with the help of automatic loading systems of the known type: revolver, conveyor, screw, elevator and other similar. The volume of bunker 2 can be within 0.11 m? up to 6.5 m" depending on the required 60 thermal power. Under its own weight, the fuel enters the cyclone-vortex combustion chamber of the vacuum type 4. The fuel located in the combustion chamber 4 is ignited through the door on the side surface of the housing 1.

Повітря подають до камери спалювання 4 через сукупність жиклерів б за допомогою природної тяги, утвореної вакуумом димохідної труби 7. При цьому для створення вакууму в камері спалювання 4 достатньо навіть природної тяги димохідної труби 7, прогрітого продуктами згоряння. За допомогою створеного вакууму при поданні повітря через жиклери в багатоступеневих камерах спалювання 4 завдяки завихрювачам потоків газів 8 утворюють потужні циклони-вихрові потоки 20 вакуумного типу. Вакуум можуть створювати і за допомогою димососа 14.Air is supplied to the combustion chamber 4 through a set of jets b with the help of natural draft created by the vacuum of the chimney 7. At the same time, even the natural draft of the chimney 7, heated by combustion products, is sufficient to create a vacuum in the combustion chamber 4. With the help of the created vacuum when air is supplied through the jets in the multi-stage combustion chambers 4, thanks to the swirlers of the gas flows 8, powerful cyclones-vortical flows 20 of the vacuum type are formed. A vacuum can also be created with the help of a smoke extractor 14.

Процес спалювання відбувається тільки безпосередньо у кожному ступені камери спалювання 4. При цьому у циклонно-вихрових потоках 20 вакуумного типу здійснюється перетворення будь-якого твердого палива у піролізний газ 21.The combustion process occurs only directly in each stage of the combustion chamber 4. At the same time, any solid fuel is converted into pyrolysis gas 21 in the vacuum-type cyclone-vortex flows 20.

Спалювання палива та його перетворення у синтез-газ 22 здійснюється у камері спалювання 4 поступово за рахунок просідання його у напрямку колосникової решітки 5 під власною вагою.Combustion of fuel and its transformation into synthesis gas 22 is carried out in the combustion chamber 4 gradually due to its subsidence in the direction of the grate 5 under its own weight.

Футерована поверхня 17 з вогнетривких матеріалів дозволяє отримати прогрів внутрішньої поверхні стінок бункера 2 та камери спалювання 4 під час роботи пристрою до необхідної температури і є потужним акумулятором тепла. При контакті палива будь-якої вологості, будь- якої фракції та будь-якого хімічного складу зі стінками бункера 2 та камери спалювання 4 паливо миттєво газифікується у піролізний газ 21.The lined surface 17 made of refractory materials allows heating the inner surface of the walls of the hopper 2 and the combustion chamber 4 during the operation of the device to the required temperature and is a powerful heat accumulator. When fuel of any humidity, any fraction, and any chemical composition comes into contact with the walls of the hopper 2 and combustion chamber 4, the fuel is instantly gasified into pyrolysis gas 21.

За допомогою потужних циклонно-вихрових потоків 20 вакуумного типу, високої температури та відрегульованого потоку повітря через жиклери 6, безпосередньо у камері спалювання 4 отриманий піролізний газ 21 перетворюється у висококалорійний синтез-газ 22.With the help of powerful cyclonic-vortex flows 20 of the vacuum type, high temperature and regulated air flow through the jets 6, directly in the combustion chamber 4 the obtained pyrolysis gas 21 is transformed into a high-calorie synthesis gas 22.

Вся маса палива, що завантажена у пристрій, утримується колосниковою решіткою 5.The entire mass of fuel loaded into the device is held by the grate 5.

Колосникова решітка 5, крім утримання палива, забезпечує проходження отриманого синтез- газу 22 у камеру допалювання і доокислення 11 вакуумного типу, яка також містить засоби утворення циклонно-вихрових потоків (завихрювачі 12 та 13).The grate 5, in addition to holding the fuel, ensures the passage of the obtained synthesis gas 22 into the afterburning and post-oxidation chamber 11 of the vacuum type, which also contains the means of creating cyclonic-eddy currents (vortexers 12 and 13).

У камері допалювання і доокислення 11 для синтез-газу 22 та залишків піролізних газів 21 за допомогою завихрювачів 12 та 13 створюють потужні циклонно-вихреві потоки, перемішуючи їхIn the post-combustion and post-oxidation chamber 11 for synthesis gas 22 and residual pyrolysis gases 21 with the help of swirlers 12 and 13, powerful cyclonic-eddy currents are created, mixing them

Зо з киснем повітря, яке надходить у цю камеру від жиклерів б. Завдяки цьому отримують потужний прогрів та повне спалювання всіх газів, що потрапляють у камеру, навіть важкозаймистих газів. Через колосникову решітку 5 до камери 11 може надходити і невеликий відсоток недопаленого палива, яке і забезпечує газифікацію усіх газів, що надійшли до камери 11. Застосування двох завихрювачів потоків газів 12 та 13, розташованих у різних площинах, дозволяє додатково підвищити ефективність газифікації та отримання синтез-газу, тобто забезпечити більш повне згоряння будь-якого типу палива з будь-якою вологістю та будь-якого хімічного складу, що дозволяє зменшити викиди СО та інших шкідливих речовин у декілька разів, порівняно зі згорянням природного газу, тим самим підвищуючи безпеку навколишнього середовища та високу теплову потужність пристрою, що не зменшується з часом.From the oxygenated air that enters this chamber from jets b. Thanks to this, powerful heating and complete combustion of all gases entering the chamber, even highly flammable gases, are obtained. A small percentage of unburnt fuel can also enter the chamber 11 through the grate 5, which ensures the gasification of all the gases that have entered the chamber 11. The use of two gas flow swirlers 12 and 13, located in different planes, allows you to further increase the efficiency of gasification and obtain a synthesis -gas, i.e. to ensure more complete combustion of any type of fuel with any moisture content and any chemical composition, which allows to reduce the emissions of CO and other harmful substances several times, compared to the combustion of natural gas, thereby increasing the safety of the environment and high thermal capacity of the device, which does not decrease over time.

Після якісного спалювання синтез-газу 22 отримують потік газів 23, розпечених до необхідної температури у межах від 7007 С до 2700" С, який надходить до теплообмінника 10.After high-quality combustion of synthesis gas 22, a stream of gases 23 heated to the required temperature in the range from 7007 C to 2700 C is obtained, which enters the heat exchanger 10.

Температура розпечених газів у зазначених межах може регулюватися в залежності від вимог до потрібної теплової потужності потоками повітря для газифікації та теплотворними параметрами палива. Як такий теплообмінник може бути застосовано водогрійний теплообмінник або з повітряним теплообміном, паровий котел, теплообмінник установки для випікання або плавлення скла, фарфору, кераміки, спінювання піноскла, нагріву та плавлення металів та подібного, приставка до котлів існуючої котельної тощо.The temperature of heated gases within the specified limits can be adjusted depending on the requirements for the required thermal power by air flows for gasification and calorific parameters of the fuel. Such a heat exchanger can be used as a water-heating heat exchanger or with air heat exchange, a steam boiler, a heat exchanger of a plant for baking or melting glass, porcelain, ceramics, foaming foam glass, heating and melting metals and the like, an attachment to the boilers of an existing boiler house, etc.

Незгорілі частки палива (зола) з камери 11 видаляють через дверцята 19 за допомогою механічних або автоматичних засобів, в залежності від моделі пристрою, навіть під час його роботи.Unburned fuel particles (ash) are removed from the chamber 11 through the door 19 using mechanical or automatic means, depending on the model of the device, even during its operation.

Таким чином, застосування винаходу дозволяє здійснити спалювання палива (твердого палива, побутових відходів та іншого подібного) без необхідності перевлаштування пристрою під якийсь конкретний тип палива або під паливо з різними параметрами вологості або різної фракції саме завдяки утворенню циклонно-вихрових потоків вакуумного типу у камері спалювання та камері доокислення та допалювання та одночасно здійснити теплогенерацію за рахунок спалювання отриманого синтез-газу, суттєво зменшити шкідливі викиди на виході з пристрою, підвищити енергоефективність роботи пристрою та теплову потужність теплогенерації, розширити інтервал регулювання потужності теплогенерації пристрою та отримати стабілізацію потрібної температури теплогенерації в залежності від потреб користувача пристрою, а також підвищити зручність користування пристроєм та його обслуговування порівняно з прототипом та іншими установками подібного призначення.Thus, the application of the invention makes it possible to burn fuel (solid fuel, household waste, and the like) without the need to rearrange the device for a specific type of fuel or for fuel with different moisture parameters or different fractions precisely due to the formation of vacuum-type cyclone-vortex flows in the combustion chamber and post-oxidation and post-combustion chamber and at the same time perform heat generation due to the combustion of the obtained synthesis gas, significantly reduce harmful emissions at the exit of the device, increase the energy efficiency of the device and the thermal power of heat generation, expand the adjustment interval of the heat generation power of the device and obtain stabilization of the required temperature of heat generation depending on the needs of the user of the device, as well as to increase the convenience of using the device and its maintenance compared to the prototype and other installations of a similar purpose.

Claims

FORMULA OF THE INVENTION

1. Combustion device with the function of heat generation, which contains at least a partially thermally insulated housing, a hopper with an upper means of supplying fuel, a combustion chamber and a grate located in the housing below the hopper, at least one means of supplying air to the internal space of the combustion chamber and at least one means of removing gaseous products combustion, which is characterized by the fact that the combustion chamber is multi-stage and located above the grate, and is also equipped with a swirler of gas flows, while the device is additionally equipped with a heat exchanger and at least one post-combustion and post-oxidation chamber located below the grate in front of the heat exchanger, and the combustion chamber and the chamber afterburning and post-oxidation are vacuum type.

2. Combustion device according to claim 1, which is characterized by the fact that the post-burning and post-oxidation chamber contains at least one gas flow swirler.

C. Combustion device according to claim 2, which is characterized by the fact that the afterburning and post-oxidation chamber contains at least one horizontal swirler of gas flows and at least one vertical swirler of gas flows, arranged in series.

4. Combustion device according to claim 1, which is characterized by the fact that it additionally contains a smoke extractor connected to a means of removing gaseous combustion products.

5. Combustion device according to claim 1, which is characterized by the fact that as a means of supplying air to the internal space of the combustion chamber, a set of jets connected into a single system is used, the inlet holes of which are located on the surface of the body along its height, and the outlet holes are connected to the side the surface of each stage of the combustion chamber.

6. Combustion device according to claim 1, which is characterized by the fact that the swirler of gas flows has a circular cross-section, along the perimeter of which there are air supply channels, made at an acute angle to the radial direction of the circular cross-section.

7. Combustion device according to claim 1, which is characterized by the fact that a flue pipe located after the heat exchanger is used as a means of removing gaseous combustion products.

8. Combustion device according to claim 1, characterized in that the hopper contains an upper part and a lower part, while the upper part is separable and equipped with a door for loading fuel.

9. Combustion device according to claim 1, characterized in that the hopper includes a lower part with at least a partially lined surface located in the housing.

10. Combustion device according to claim 1, characterized in that the walls of the combustion chamber contain at least a partially lined surface.

11. Combustion device according to claim 1, which is characterized by the fact that the grate is made with a flat surface of refractory material.

12. Combustion device according to any one of claims 1, 5 and 6, which is characterized by the fact that the combustion chamber is made in the form of a set of truncated cones, smaller bases directed downwards, between which multi-stage jets are built in, located at an acute angle relative to the center of the cone.