ГОРЕЛКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО И ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА Российский патент 1995 года по МПК F23D17/00 

Изобретение относится к горелочным устройствам для сжигания природного газа и жидкого топлива, в том числе и мазута, и может быть использовано в различных топливосжигающих установках.

Известна горелка для сжигания жидкого и газообразного топлива, содержащая установленную по оси жидкотопливную форсунку, воздухоподводящий канал, имеющий пережим, образованный гофрированной вставкой, периферийный кольцевой коллектор с газораздающими отверстиями и смесительную камеру [1] Гофрированная вставка в горелке служит для образования газовоздушной смеси и является средством стабилизации факела. Горелка обладает малым аэродинамическим сопротивлением, однако устойчивость факела при работе на мазуте недостаточна, поэтому она предназначена для работы на газе или для совместного сжигания газа и мазута. Кроме того, для дополнительной стабилизации факела используется футерованный горелочный туннель.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемой является конструкция горелки для сжигания жидкого и газообразного топлива [2]
Горелка содержит установленную по оси жидкотопливную форсунку, концентрично охватывающую ее внутреннюю газоподающую трубу с выходными отверстиями воздухоподающую обечайку, концентрично охватывающую внутреннюю газоподающую трубу и снабженную средством стабилизации факела, и внешнее концентрично размещенное средство подачи газа и воздуха.

Стабилизация пламени в горелке осуществляется за счет закручивания потока первичного воздуха в воздухоподающей обечайке, охватывающей внутреннюю газоподающую трубу, и примыкающей к ней перегородки между каналами первичного и вторичного воздуха, за которой, как за всяким плохообтекаемым телом в потоке воздуха, создается зона рециркуляции и которая вследствие этого является средством стабилизации факела. Такое устройство позволяет создать в горелке занимающую значительную часть сечения зону рециркуляции газов, обеспечивающую необходимую устойчивость горения, однако это связано со значительным загромождением проходного сечения горелки по воздуху и поэтому горелка имеет большое аэродинамическое сопротивление.

Целью изобретения является повышение экономичности за счет снижения аэродинамических потерь в горелке.

В горелке для сжигания жидкого и газообразного топлива, содержащей установленную по оси жидкотопливную форсунку, концентрично охватывающую ее внутреннюю газоподающую трубу с выходными отверстиями, воздухоподающую обечайку, концентрично охватывающую внутреннюю газоподающую трубу и снабженную средством стабилизации факела, и внешнее концентрично размещенное средство для подачи газа и воздуха, средство стабилизации факела в воздухоподающей обечайке выполнено в виде кольцевой конической перфорированной перегородки, соединяющей торцы обечайки и трубы образующих внутренний газоподающий и воздухоподающий каналы, пpичем угол раскрытия конической перегородки по меньшей мере равен углу распыла факела жидкотопливной форсунки.

Внешнее средство для подачи газа и воздуха может быть выполнено в виде кольцевого канала с торцовым подводом воздуха, боковым подводом газа и установленным в периферийной зоне факела жидкотопливной форсунки кольцевым уголковым стабилизатором. Последний может быть установлен с возможностью осевого перемещения.

Не выявлено известных решений с признаками, сходными с существенными признаками заявляемого решения, отличающими последнее от прототипа, свойства которых, обусловленные сходными признаками, совпадали бы со свойствами заявляемого решения.

Изобретение позволяет при незначительном загромождении сечения горелки организовать в ее центральной части зону рециркуляции, достаточную для стабилизации пламени при работе на газе или легких и средних жидких топливах. При работе на тяжелых топливах (например, мазуте) дополнительная стабилизация пламени осуществляется на периферии факела в зоне рециркуляции за кольцевым уголковым стабилизатором.

На чертеже изображена предлагаемая горелка, продольный разрез.

Горелка содержит корпус 1, установленную по оси жидкотопливную форсунку 2, концентрично охватывающую ее внутреннюю газоподающую трубу 3 с выходными отверстиями 4, воздухоподающую обечайку 5, концентрично охватывающую внутреннюю газоподающую трубу 3. На выходе воздухоподающей обечайки 5 размещена коническая перфорированная перегородка 6, соединяющая торцы обечайки 5 и трубы 3. Внешний концентрично размещенный канал 7 образован обечайкой 5 и корпусом 1 горелки.

Канал 7 через отверстия 8 сообщен с газовым коллектором 9. Для дополнительного снижения аэродинамического сопротивления горелки внешний канал 7 может быть выполнен с расширением в передней части, образованным наружной обечайкой 10, в которой установлен кольцевой уголковый стабилизатор 11, образующий с обечайкой 10 полость 12. Обечайка 10 вместе со стабилизатором 11 имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса 1. Стабилизатор 11 установлен в периферийной зоне факела жидкотопливной форсунки 2 и, поскольку форсунка 2 имеет некоторый разброс по углу распыла факела, перемещением стабилизатора 11 в осевом направлении при наладке горелки его устанавливают в положение, обеспечивающее максимальную устойчивость горения.

Отверстия 13 перфорации перегородки 6 выполнены по образующим, расположенным между выходными отверстиями 4 внутренней газоподающей трубы 3. На передней части обечайки 5 в радиальных плоскостях, проходящих через выходные отверстия 4 внутренней газоподающей трубы 3, расположены окна 14 для выхода поступающего внутрь обечайки 6 воздуха.

Горелка работает следующим образом.

При работе на природном газе подается искра на электроды зажигания (не показаны) и подается газ во внутреннюю газоподающую трубу 3 на дежурно-запальную горелку, функции которой исполняет труба 3 вместе с воздухоподающей обечайкой 5. Факел дежурно-запальной горелки представляет собой веер из горящих радиальных струй, истекающих из отверстий 4, каждая из которых горит вначале в затененной зоне за перфорированной перегородкой 6, а затем за поперечной струей воздуха, истекающего из отверстий 14. После того, как датчик контроля факела (не показан) зафиксирует наличие пламени дежурно-запальной горелки, открывается подача основного газа в газовый коллектор 9. Частично перемешанная в канале 7 между корпусом 1 и обечайкой 5 газовоздушная смесь воспламеняется от дежурно-запальной горелки.

При работе на жидком топливе розжиг горелки осуществляется от электроискрового разряда. Стабилизация пламени осуществляется за счет зоны рециркуляции, образованной конической перегородкой 6 дополнительной зоны поджигания в полости 12 за кольцевым уголковым стабилизатором 11.

Выполнение угла раскрытия перегородки 6 равным или несколько большим угла распыла факела жидкотопливной форсунки 2 снижает коксообразование на стенке перегородки 6.

Данная конструкция горелки обеспечивает устойчивое сжигание как газообразного, так и жидкого-тяжелого и легкого топлива с малыми аэродинамическими потерями.

Использование: в топливосжигающих установках. Сущность изобретения: горелка для сжигания жидкого и газообразного топлива содержит корпус, жидкотопливную форсунку, внутреннюю газоподающую трубу с выходными отверстиями. Воздухоподающая обечайка имеет на выходе коническую перфорированную перегородку с углом раскрытия, по меньшей мере равным углу раскрытия факела жидкотопливной форсунки. Внешний канал образован обечайкой и корпусом и через отверстия сообщен с газовым коллектором. В наружной обечайке передней части канала установлен кольцевой уголковый стабилизатор, образующий с обечайкой полость. Перегородка имеет отверстия, а обечайка окна для выхода поступающего внутрь обечайки воздуха. Обечайка вместе со стабилизатором имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. ГОРЕЛКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО И ГАЗООБРАЗНОГО ТОПЛИВА, содержащая корпус, установленную по оси форсунку, концентрично охватывающую ее внутреннюю газоподающую трубу с выходными отверстиями, воздухоподающую обечайку, концентрично охватывающую внутреннюю газоподающую трубу и снабженную средством стабилизации факела, и внешнее концентрично размещенное средство подачи газа и воздуха, отличающаяся тем, что средство стабилизации факела в воздухоподающей обечайке выполнено в виде кольцевой конической перфорированной перегородки, соединяющей торцы обечайки и трубы, причем угол раскрытия конической перегородки по меньшей мере равен углу распыла факела форсунки. 2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что внешнее средство подачи газа и воздуха выполнено в виде кольцевого канала с торцевым подводом воздуха и боковым подводом газа и кольцевым уголковым стабилизатором, установленным в периферийной зоне факела форсунки. 3. Горелка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что кольцевой уголковый стабилизатор установлен с возможностью осевого перемещения.