CS29886A3 - Apparatus for atomizing fluid medium, particularly coal dust - Google Patents

Description

2_';:<ť.;-;.\-?'. , · .ιλ. ,,.. ,,,·. ..„i.., - . . .ο.·,. - ·.. - , ·,·.,ι. v..· > 1-h’íi^\h'i· ':·'.u. 13 Š - ?£·

Vynález se týká zařízení k rozprašování fluidního media,zejména uhelného prachu, suspendovaného v kapalině, zejména vodě,pomocí plynu,, zejména vzduchu, nejméně se dvěma prstencovými trys-kami, umístěnými soustředně na čele zařízení a třemi soustřed-nými průtokovými kanály, opatřenými samostatnými přívody pro jed-notlivá media. Taková zařízení se používají v komplexech prospalování fluidních hořlavých medií.

Použití uhelného prachu jako paliva má značné ekonomickévýhody. Jsou známy různé způsoby spalování uhelného prachu.

Hlavní problémy a potíže vznikají při jeho skladování. Skladová-ní za sucha je spojeno s nebezpečím samovznícení a následnéhovýbuchu. Tomuv.se čelí suspendováním úhleného prachu ve vodě.Spalování suspendovaného uhelného prachu však činí různé potíže,protože suspenze prachu a vody se obtížně zapaluje. K odstranění těchto potíží je známo umístovat zařízení prorozprašování fluidních hořlavých medií do spalovacího komplexu,opatřeného předzapalovcí komůrkou. Tak například z popisu k čes-koslovenskému autorskému osvědčení č. 229 296 je známo uspořádá-ní s hlavním hořákem a startovacím hořákem, umístěným v ose za-palovací komůrky. V německém patentovém spisu č. 22 je znázorněna zapalovací komůrka tvaru komolého kužele. Při tomto uspořádání se fluidní medium rozprašuje rozprašo-vacím zařízením do předzapalovací komůrky. Přitom je možno ome- zit přívod vzduchu pro spalování hořlavého media, takže v komůr-ce probíhá podstechiometrické spalování, čímž se zařízení prorozprašování fluidního media chrání před tepelným přetížením,protože intenzivní spalování probíhá až v hlavní spalovací komo-ře. do pro

Průběh spalování fluidního media ve spalovacím komplexu ježnčné míry závislý na účinnosti a spolehlivé funkci zařízenírozprašování fluidního media. Nejčastějšími nedostatky jsou obtížné zapalovaní a nestabilita plamene.

Dosud bylo vynaloženo značné úsilí pro zlepšení provozníchvlastností zařízení pro rozprašování fluidního media. Tak napří-klad v německém zveřejnovacím spise č. 19 64 040 je znázorněnoněkolik provedení zařízení k míšení a rozprašování nejméně dvoufluidních medií, zejména pro výrobu hořlavých smečí fluidníchmedií. Praxe však ukázala, že ani tato řešení nefungují spoleh-livě při nízké zapalovací schopnosti fluidního media. Úkolem vynálezu je tedy vytvořit zařízení k rozprašovánífluidního media, zejména uhelného prachu suspendovaného ve vodě,jež by odstranilo známé nedostatky, zejména zabezpečilo spoleh-livé zapalování, stabilní plamen a přiměřenou životnost zařízení. Úloha je řešena vytvořením zařízení k rozprašování fluidní-ho media, zejména uhelného prachu, suspendovaného v kapalině,zejména vodě, pomocí plynu, zejména vzduchu, nejméně se dvěmaprstencovými tryskami, umístěnými soustředně na čele zařízenía třemi soustřednými průtokovými kanály, opatřenými samostatnými -ϊ - přívody pro jednotlivá media, jehož podstata je podle vynálezu,v tom, že vnější průtokový kanál, vytvořený mezi vnějším pouzd-rem, které tvoří plášt zařízení a první vložkou, která je zasu-nuta do vnějšího pouzdra, je vyústěn do prstencové drážky, vy-tvořené na vnějším konci první vložky,v níž je soustředně ulo-žena druhá vložka. Mezi první úložkou a druhou vložkou je vytvo-řen druhý průtokový kanál a na prstencovou drážku je napojenavnější prstencová tryska.

Pro co nejdokonalejší zvíření fluidního media je podle vy-nálezu uvnitř druhé vložky vytvořen vnitřní průtokový kanál, vy-ústěný do Vnitřní prstencové trysky, přičemž druhý průtokovýkanál je spojen s vnitřním průtokovým kanálem tangenciálnímikanály. Do vnitřního průtokového kanálu je zasunuta stopka^opa-třená na svém vnějším konci odrazovou deskou. Z téhož důvodu je podle vynálezu -.druhá vložka na jednomkonci zasazena do vyhrání první vložky a na druhém konci nasaze-na na kuželovité rozšíření stopky. Toto rozšíření je vytvořenona jejím zesíleném těle, umístěném na jejím vnitřním konci.

Pro přívod fluidního media je podle vynálezu vytvořen stře-dový přívod a to na vnitřním konci stopky v zesíleném těle nazadní jeho straně. Středový přívod je propojen vrty s vnitřnímprůtokovým kanálem.

Pro usměrnění plamene je na vnějším pouzdru upraveno pře-suvné pouzdro, opatřené vnitřní válcovou plochou, vysunutoupřes čelo vnějšího pouzdra.

Pro zvýšení životnosti je podle vynálezu odrazová deskauspořádána vyměnitelně.

Podle vynálezu je zvláště výhodné, když druhý průtokovýkanál je vyústěn ve střední prstencovou trysku. Výhodou zařízení k rozprašování fluidního media, vytvořené-ho podle vynálezu, je dokonalé rozprášení fluidního media, pro-tože zařízení pracuje jako Hartmanův generátor kmitu, takže vy-tváří kmitové pole a rozprášené medium se vzdaluje od zařízenív kuželovém prostoru. Tím je usnadněno zapálení media a plamenje velmi stabilní. Příklady provedení vynáleze jsou uvedeny na připojenýchvýkresech, kde na obr. 1 je znázorněn komplex pro spalovánífluidních medii, zobrazený v řezu, na obr. 2 zařízení podle vy-nálezu v podélném řezu. na obr. 3 příčný řez části zařízení zobr. 2 a na obr. 4. jiné provedení zařízení podle vynálezu,zobrazené v podélném řezu. íř Λ i ·: :í

Komplex pro spalování fluidních medií, zejména práškovýchnebo zrnitých pevných paliv,^suspendovaných v kapalině, jako jevoda, je znázorněn na obr. 1. Komplex obsahuje spalovací komo-ru 1, v níž je upraven spalovací prostor 2. V čele spalovacíkomory 1 je vytvořena přídavná přěM^alovací komůrka 4^obsahují- v £ Ú k cí předzpalovací prostor £. Do předspalov^acího prostoru £ vy-čnívá konec zařízení 20 pro rozprašování fluidních medií, vytvo-řeného podle vynálezu. Prvním vzduchovým kanálem 1 se přivádído předzapalovacího prostoru 2 první Část spalovacího vzduchu a to koleni zařízení 20 pro rozprašování fluidního media. Druháčást spalovacího vzduchu se přivádí druhým vzduchovým kanálem 8přes příčné kanály 11 a trysky 12 dc rozhraní mzi předepalovacímprostorem S" a spalovacím prosotorm*1. Vetší díl vzduchu, potřeb-ného pro řádné spalování se přivádí druhým vzduchovým kanálem 8a to v množství 60 až 90 % z celkového množství. Zbytek proudíprvním vzduchovým kanálem 7· Celkové množství vzduchu přivádíhlavní kanál 6. V hlavním kanále 6, prvním vzduchovém kanále 2i druhém vzduchovém kanále 8 jsou umístěny klapky 9 jednak proregulaci celkového množství přiváděného vzduchu, jednak pro re-gulaci jeho rozdělení mezi prvním vzduchovým kanálem 2 a druhýmvzduchovým kanálem 8.

Kompler pro spalování fluidních medií pracuje takto:

Fluidní hořlavé medium, zejména uhlí, suspendované v kapalině,zejména vodě se přivádí zařízením 20 pro rozprašování fluidníchmedií do předzapalovacího prostoru £ v nejjemněji rozprášenémstavu. Okolo zařízení 20 pro rozprašování fluidního media prou-dí z prvního vzduchového kanálu 2 dc předzapalovacího prostoru £první, menší část vzduchu, potřebného pro spalování. V předzapa-lovacím prostoru £ nastává úprava hořlavého media, totiž míšení,zapálení a zahřátí. Protože množství přiváděného vzduchu je pod-kritické, nastává podstechicmetrické spalování, přičemž se fluid-ní medium zahřívá. Rozprášené fluidní medium, vystupující ze za-řízení 20 pro rozprašování fluidního media, se mísí se vzduchem,proudícím okolo zařízení 20 pro rozprašování fluidního media,spalinami, proudícími zpět ze spalovacího prostoru 2 a částečnéspálenými částicemi paliva. Tím vzniká směs vhodná pro optimálníspalování ve spalovacím prostoru _2. Při přestupu takto upraveného - 6 - paliva do spalovacího prostoru^, se toto palivo setkává s druhvgadílem vzduchu, potřebným pro úplné a řádné spalování. Tento dru-hý díl vzduchu se přivádí druhým vzduchovým kanálem 8, prstenco-vým kanálem 10(příčnými kanály 11 a tryskami 12. Tím se vytvářístabilní plamen 1%, potřebný k dokonalému spalování hořlavéhomedia.

Zařízení 20 pro rozprašování fluidního media je znzorněnona obr. 2 v podélném řezu. Vnější část zařízení 20 je tvořenavnějším pouzdrem 21 válcovitého tvaru. Vnější pouzdro je dvou-dílné, sležené ze dvou šroubovité spojených částí a to předníčásti 21a a zadní části 21b. Přední část 21a, uspořádaná nastraně čela zařízení 20, je na svém volném konci opatřena prsten-covou přírubou 22. Ve vnějším pouzdře 21 je umístěna první vlož-ka £0, která je rovněž tvaru dutého válce. Uvnitř první vlož-ky £0 je umístěna stopka 40 s odrazovou deskou 41. Do prstenco- p/ocAaσ vého prostoru mezi stopkou 40 a vnitřní fttteKK první vložky 30je vložena druhá vložka ^6, čímž je uvedený prstencový prostor rotXJí/ťZ» čha dva prstencové prostory a to druhý průtokový kanál 37 avnitřní průtokový kanál ^8, kdežto mezi první vložkou 30 a vnitř-ní stranou vnějšího pouzdra 21 je vytvořen prstencový kanál 27{který přechází ve vnější průtokový kanál 26. Druhá vložka 3edržena mezi předním osazením, upraveným na vnitřní stěně prvnívložky 30 a zadním osazením, vytvořeným na rozšířeném těle 40astopky 40. První vložka jO je na svém čele opatřena prstencovoudrážkou která je otevřena směrem vpřed a do níž zasahujeprstencová příruba 22.

Mezi vnitřní stěnou vnějšího pouzdra 21 aívnější stěnou první vložky £0 se nalézá vnější průtokový kanál 26, jehož příčný prů-řez má tvar ptstence. Vnější průtokový kanál 26 je prstencovou přírubou 22 zahnut směrem dovnitř a zaústěn do prstencové dráž- ky il fuspořádané v první vložce jQ. Mezi prstencovou přírubou 22

druhé vložky j6 je vytvořen druhý průtokový kanál ^2» který je

s vnitřním průtokovým kanálem 38(obklopujícím stopku 40. Vnitřníprůtokový kanál £8 je vyústěn do druhé prstencové trysky 2ff. Zásobování vnějšího průtokového kanálu 26 je prováděnoprvním prstencovým kanálem 27» Plnění druhého' průtokového kaná-lu 37 sajištuje druhý prstencový kanál 45, ležícím souose uvnitřprvního prstencového kanálu 2,7, od něhož je oddělen stěnou prvnívložky 3θ« Vnitřní průtokový kanál 38 je zásobován ze středovéhopřívodu 44 přes šikmé vrty 4^, vytvořené v zesíleném těle 4Qastopky 40. Na přední straně přední části 21a vnějšího pouzdra 21je uspořádáno přesuvné pouzdro 24 opatřené vnitřní válcovou plo-chou 24a, obklopující rovinu ústí trysek. Poloha přesuvnéhopouzdra 24 vzhledem k přední části 21a vnějšího pouzdra 21 jenastavena distančním prstencem 25« Odrazová deska 41, uspopádanána volném konci stopky 4Qftvoři samostatný konstrukční díl, kte-rý je na stopce 40 upevněn šroubem 42,

Jak patrno z obr. 3» jsou ve druhé vložce 36 vytvořeny tan-genciální kanály 39* ležící v rovině kolmé na osu druhé vložky álně k jeho

zaústěné do vnitřního průtokového kanálu £Q stěně,

Zařízení 20 pro rozprašování fluidního media pracuje taktoj

Fluidní medium, například suspense práškového uhlí a vody,vstupuje do zařízení 20 středovým přívodem 4j£ a přes šikmé vý-vrty &amp; do vnitřního průtokového kanálu j8, obklopujícího stop-ku 40. Druhý prstencový kanál 45 se plní tlakovým mediem, napří-klad stalčeným vzduchem. Tlakové medium vstupuje do druhého prů-tokového kanálu J8 a odtud tangenciálními kanály vnitřního průtokového kanálu 38, přičemž intenzivně víří fluidní medium amísí se s ním.

Tlak ve vnitřním průtokovém kanálu 38 vytlačuje fluidní me-dium směrem vpřed, směrem ke druhé prstencové trysce 29 protivnitřnímu čelu odrazové desky 41. Odtud je fluidní medium, vrhánoza neustálého víření do prostoru před zařízení 20 pro orzprašová-ní fluidního media. Druhé tlakové medium postupuje prvním prsten-covým kanálem 2^ a na něj napojeným vnějším průtokovým kanálem 26do prstencové drážky jl,vytvořené na předním konci vnějšího prů-tokového kanálu 2^. Protože prstencová drážka jl působí jakoHartmanův generátor kmitů vytvářející kmitové pole, které rozpra-šuje co nejjemněji fluidní medium vystupující z vnitřeního prů-tokového kanálu j8 druhou prstencovou tryskou 2£. Fluidní mediumse rozptyluje ve tvaru kužele, jehož tvar může být ovlivněnúpravou polohy vnitřní válcové plochy 24a přesuvného pouzdra 24.

Protože odrazová deska 41 je na stopce 40 upevněna rozebíra-telně, může být zhotovena z velmi odolného materiálu a v případěopotřebení může být vyměněna. Spojení se stopkou 40 umožňuje intenzivní chlazení odrazové desky 41. Protože odrazová deska 41je nesena středově stopkou 40, vzniká tak prostor pro druhouprstencovou trysku 29» která není rušena žebry pro nesení odrazo-vé desky 41, takže není ani rušen vířivý prouji vystupujícíhofluidního media.

Jiné provedení zařízení 20 pro rozprašování fluidního media,které je zvláště výhodné pro použití v komplexu pro spalováníhořlavých fluidních medií z obr. 1, je znázorněno na obr. 4.

Ve středu zařízení 20 pro rozprašování fluidního media jeumístěna druhá vložka j6 s poměrně velkým vnitřním průtokový^kanálem j8, který je vhodný pro vytékání těžko hořlavého, na-příklad pastovitého media, dopravovaného čerpadlem. Vně druhévložky jó je vytvořen druhý průtokový kanál 37 prstencového prů-řezů. Je omezen vnější plochou druhé vložky j6 a vnitřní plochouprvní vložky jO.a vyústuje ve střední prstencovou trysku 33»

Druhý průtokový kanál je určen pro přívod snadno vznětlivé hoř-laviny, jakou je například lehký topný olej.

Mezi vnějším pouzdrem 21 a první vložkou jO je upravenvnější průtokový kanál g6 pro tlakový*plyn. Tento vnější průto-kový kanál 26 je na svém konci zahnut dovnitř a ústí do prsten-cového otvoru £8, jehož směr výtoku je kolmý na osu vnějšíhoprůtokového kanálu 26. Prstencový otvor 38 je uspořádán protiprstencové drážce vytvořené v první vložce jO. Tato prstenco-vá drážka 31 tvoří rezonátor Hartmanova generátoru kmitů. 10

Pokud, z prstencového otvoru 58 vystupuje stlačený vzduchpřiměřenou rychlostínaráží na prstencovou drážku 51 a vytvářív rozsahu 61 pře čelem zařízení 20 pole zvukových kmitů, zejménaultrazvukových kmitů. Toto kmitové pole způsďbuje, že media, vy-stupující z vnitřního průtokového kanálu a střední prstencovétrysky Se rozprašují na mikroskopicky jemné částečky a navzá-jem se dokonalé mísí. To umožňuje plynulé spalování’i tehdy,když k hořlavině je přimíšeno έ poměrně velké množství nehořla-vého media.

Jakmile se proces hoření ustálí, je možné snížit podíl lehcezápalného paliva, proudícího ze střední prstencové trysky gg.Zařízení 20 podle obr. 4 lze použít i tehdy, když hořlavinaproudí jen z vnitřního průtokového kanálu nebo střední prsten-cové trysky 55·

Claims (7)

JUDr. Miloš VŠETEČKAadvokát 11504 PRAHA 1, Žitná 25 - 11 - "PATENTOVÉ

1« Zařízení k rozprašování fluidního media, zejména uhel-ného prachu, suspendovaného v kapalině, zejména vodě, pomooíplynu, zejména vzduchu, nejméně dvěma prstencovými tryskami,umístěnými soustředně na čele zařízení a třemi soustřednýmiprůtokovými kanály, opatřenými samostatnými přívody pro jed-notlivá media, vyznačující se tím, že vnější průtokový kanál/26/ vytvořený mezi vnějším pouzdrem , které tvoří plástzařízení a první vložkou /30/, která je vložena do vnějšíhopouzdra /21/, je vyústěn do prstencové drážky /31/, vytvořenéna vnějším konci první vložky /30/, přičemž v první vložce /30/je vsazena druhá vložka /36/, takže mezi první vložkou /30/ adruhou vložkou /36/ je vytvořen druhý průtokový kanál /37/ ana prstencovou drážku /31/ je napojena vnější prstencová trys-ka /28/ a uvnitř druhé vložky /36/ je vytvořen vnitřní průto-kový kanál /38/·

2. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím, že vnitř-ní průtokový kanál /38/ je vyústěn do vnitřní prstencové trys-ky /29/, přičemž druhý průtokový kanál /yiJ je spojen s vnitř-ním průtokovým kanálem /38/ tangenciálními kanály /39/ a dovnitřního průtokového kanálu /38/ j® zasunuta stopka /40/ opa-třená na svém vnějším konci odrazovou deskou /41/«

3. Zařízení podle nároků 1 a 2, vyznačující se tím, že druhá vložka /36/ je na jednom konci zasazena do vyhrání prvnívložky a na druhém konci je nasazena na kuželovité rozší- ření stopky /40/, které je vytvořeno na jejím zesíleném těle/40a/, umístěném na jejím vnitřním konci® - 12 -

4. Zařízení podle nároků. 1 až vyznačující se tím, žena vnitřním konci stopky /40/ v zesíleném těle /40a/ na zadnístraně je vytvořen středový přívod /44/ propojený vrty /4J/ svnitřním průtokovým kanálem /J8/*

5· Zařízení podle nároků 1 až 4, vyznačující se tím, žena vnějším pouzdru /21/ je upraveno přesuvné pouzdro j2Aj opa-třené vnitřní válcovou plochou /24a/, vysunutou přes čelovnějšího pouzdra /21/»

6» Zařízení podle nároku 2, vyznačující se tím, že odra-zová deska /41/ je vyměnitelná.

7. Zařízení podle nároku 1, vyznačující se tím,,že druhýprůtokový kanál /37/ je vyústěn ve střední prstencovou trys-ku /55/,