ГОРЕЛКА Российский патент 1994 года по МПК F23D17/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в топках паровых котлов и других топливосжигающих установках с регулируемым топочным процессом.

Известна горелка, содержащая в корпусе топливоподающую трубу и поворотную вокруг своей оси обечайку с окном [1] .

Недостатком данной горелки является низкий диапазон регулирования параметров факела.

Наиболее близкой по конструктивному выполнению к предлагаемой является выбранная в качестве прототипа горелка, содержащая центральную топливоподающую трубу и установленные коаксиально с ней первую и вторую обечайки, образующие соответственно первый и второй воздухоподающие каналы, вторая обечайка выполнена с вырезом на краю и с возможностью поворота вокруг собственной оси, причем вырез выполнен с одной стороны плоскости, проходящей через указанную ось [2] .

Путем поворота второй обечайки вокруг ее оси удается изменять положение факела в топочном пространстве, направляя факел в ту или иную сторону от оси горелки.

Поворотом факела вверх можно, например, увеличивать тепловосприятие пароперегревателя, в результате чего увеличивается температура перегрева пара, а поворотом факела вниз можно соответственно уменьшить эту температуру. Поворот факела вбок в ту или иную сторону позволяет увеличить тепловосприятие соответствующей боковой поверхностью нагрева.

Однако, в известной горелке угол отклонения факела от оси горелки остается во всех случаях постоянным (он зависит от формы и размера выреза на второй обечайке, которые в прототипе являются величинами постоянными). В связи с этим в известной горелке не представляется возможным плавно регулировать температуру перегретого пара.

Цель изобретения - обеспечение возможности плавного регулирования температуры перегретого пара путем изменения угла отклонения факела от продольной оси горелки.

Поставленная цель достигается тем, что в горелке, содержащей центральную топливоподающую трубу и установленные коаксиально с ней первую и вторую обечайки, образующие соответственно первый и второй воздухоподающие каналы, вторая обечайка которой выполнена с вырезом на краю и с возможностью поворота вокруг собственной оси, причем вырез выполнен с одной стороны плоскости, проходящей через указанную ось, коаксиально к первым двум установлена третья обечайка с таким же по форме и размерам вырезом на краю и с возможностью поворота вокруг оси горелки, причем ее внутренний диаметр равен внешнему диаметру второй обечайки, а вырезы на второй и третьей обечайках выполнены расширяющимися к их краям, например в виде равновеликих равнобедренных треугольников, причем края обечаек расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси горелки.

Сравнительный анализ с прототипом показывает, что предлагаемая горелка отличается наличием третьей обечайки, выполнением этой обечайки с возможностью поворота вокруг оси горелки и с вырезом на краю, причем вырезы на второй и третьей обечайках выполнены одинаковыми и расширяющимися к их краям.

Это позволяет сделать вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию изобретения "новизна".

Сравнение предлагаемого решения не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие предлагаемое решение от прототипа, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На чертеже показана схема предлагаемой горелки.

Горелка содержит центральную топливоподающую трубу 1, коаксиально к которой установлены первая 2, вторая 3 и третья 4 обечайки. На краях 5 и 6 соответственно обечаек 3 и 4 выполнены вырезы 7 и 8 (позициями 7 и 8 обозначены кромки этих вырезов). Края 5 и 6 обечаек 3 и 4 расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси 9 горелки. Каждый из вырезов 7 и 8 целиком расположен с одной стороны плоскости, проходящей через ось 9 горелки. Обечайки 3 и 4 выполнены с возможностью поворота вокруг оси 9 горелки (приводы, обеспечивающие эти повороты, не показаны).

Первая обечайка 2 и топливоподающая труба 1 образуют первый, а первая 2 и вторая 3 обечайки - второй воздухоподающие каналы.

Внутренний диаметр обечайки 4 равен внешнему диаметру обечайки 3, т. е. обечайка 3 установлена в обечайке 4 с минимальным зазором.

Предлагаемая горелка работает следующим образом.

Топливо подается по трубе 1 и смешивается с воздухом, подаваемым по первому воздушному каналу (этот канал образован внешней поверхностью трубы 1 и внутренней поверхностью обечайки 2). Поскольку труба 1 и первый воздушный канал обладают осевой симметрией относительно оси 9, то и образующая топливовоздушная смесь оказывается симметричной относительно этой оси 9.

Как отмечалось выше, края 5 и 6 обечаек 3 и 4 (т. е. их торцы) расположены в одной плоскости, сами обечайки 3 и 4 выполнены с возможностью поворота вокруг оси 9 горелки и на краях 5 и 6 обечаек 3 и 4 выполнены вырезы 7 и 8, каждой из которых расположен с одной стороны плоскости, проходящей через ось 9 горелки. Поэтому при различных поворотах обечаек 3 и 4 вокруг оси 9 горелки вырезы 7 и 8 могут полностью (в случае, если вырезы 7 и 8 равны друг другу по форме и по площади, а сами обечайки 3 и 4 повернуты на один и тот же угол) или частичной (в случае, если формы и размеры 7 и 8 равны, но обечайки 3 и 4 повернуты вокруг оси 9 на разные углы) совмещаться.

В зависимости от степени пространственного совмещения вырезов 7 и 8 обечаек 3 и 4 воздушный поток, подаваемый по второму воздушному каналу, образованному внутренней поверхностью обечайки 3 и внешней поверхностью обечайки 2, имеет ту или иную степень несимметричности относительно оси 9 горелки: несимметричность этого воздушного потока равна нулю (т. е. поток практически симметричен относительно оси 9), если вырезы 7 и 8 не совмещены даже частично; или же она максимальна, если эти вырезы полностью совмещены.

При различных промежуточных степенях совмещения вырезов 7 и 8 обеспечиваются соответствующие промежуточные степени несимметричности указанного воздушного потока.

Благодаря тому, что вырезы 7 и 8 выполнены расширяющимися к краям 5 и 6 обечаек 7 и 8, например, в виде равновеликих равнобедренных треугольников, то степень несимметричности воздушного потока нелинейно зависит от разницы между углами, на которые повернуты обечайки 3 и 4 вокруг оси 9 (в случае равновеликих равнобедренных треугольников эта зависимость квадратичная).

Это позволяет при равномерном увеличении разницы между упомянутыми углами изменять степень несимметричности воздушного потока сначала относительно медленно, а затем более резко, т. е. изменять несимметричность воздушного потока более плавно.

Путем совместно поворота обечаек 3 и 4 на один и тот же угол вокруг оси 9 (т. е. в случае, когда обе обечайки поворачиваются как одно целое) можно обеспечить несимметричность указанного воздушного потока в левой, правой, верхней, нижней или любой другой части горелки.

Несимметричность этого воздушного потока приводит к отклонению факела в ту или иную сторону. Изменяя степень несимметричности воздушного потока описанным выше способом можно плавно управлять величиной угла отклонения факела от оси 9 горелки и тем самым плавно регулировать температуру перегретого пара.

(56) Авторское свидетельство СССР N 219064, кл. F 23 D 17/00, 1968.

Авторское свидетельство СССР N 657219, кл. F 23 D 17/00, 1979.

Использование: в теплоэнергетике, например, в паровых котлах с регулируемым топочным процессом. Сущность изобретения: горелка содержит топливоподающую трубу и установленные коаксиально с ней три обечайки (О). Топливоподающая труба и первая О образуют первый воздушный канал, а вторая и третья О - второй воздушный канал. Вторая и третья О выполнены с минимальным зазором между ними, с вырезами, расширяющимися к их краям и с возможностью поворота вокруг оси независимо друг от друга. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ГОРЕЛКА, содержащая центральную топливоподающую трубу и установленные коаксиально с ней первую и вторую обечайки, образующие соответственно первый и второй воздухоподающие каналы, причем вторая обечайка выполнена с вырезом на краю и с возможностью поворота вокруг собственной оси, а вырез выполнен с одной стороны плоскости, проходящей через указанную ось, отличающаяся тем, что, с целью обеспечения возможности регулирования угла отклонения факела от продольной оси, коаксиально к первым двум установлена третья обечайка с таким же по форме и размерам вырезом на краю и с возможностью поворота вокруг оси горелки, причем ее внутренний диаметр равен внешнему диаметру второй обечайки, вырезы на второй и третьей обечайках выполнены расширяющимися к их краям, а сами края расположены в одной плоскости, перпендикулярной оси горелки. 2. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что вырезы на второй и третьей обечайках выполнены в виде равновеликих равнобедренных треугольников.