ЗАПАЛЬНИК Российский патент 1998 года по МПК F23Q9/00 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности, к устройствам для зажигания газа с использованием электрической искры и вспомогательного воспламенительного факела в запальниках, преимущественно в промышленных котлах.

Известен запальник, содержащий газовод, соединенный с камерой смешения, в боковой поверхности которой выполнено отверстие, а на ее входе размещены коллекторы подвода газа и воздуха, и запальную свечу (см. а.с. СССР N 1151777, кл. E 23 Q 9/00, 1983).

Недостатком известного запальника является низкая надежность работы, особенно при установке его в обсадную трубу, проходящую через футеровку котла, толщина которой достигает 0,5 - 1 м, а длина трубы 0,8 - 2 м. При этом, как правило, в таких котлах запальник должен обеспечивать надежную работу при высоких расходах (скоростях потока) газовоздушной смеси. Однако известный запальник не обеспечивает надежного поджига газовоздушной смеси с большими расходами и скоростями.

Снижением расхода смеси очевидно можно добиться ее воспламенения, но с образованием меньшего по длине факела, однако при этом возникает другой недостаток - стабилизация пламени в зоне установки свечи, т.е. при малых скоростях течения смечи образуются зоны обратных токов за плохообтекаемыми телами, какими являются электроды свечи и зона внезапного расширения, т.е. перехода трубы с меньшего диаметра на больший в районе свечи. Это также снижает надежность работы запальника.

Кроме того, установка запальника в обсадную трубу, проложенную через футеровку котла, приведет к нарушению нормальной его работы, т.к. из-за ограниченного объема кольцевого зазора между обсадной трубой и корпусом запальника нарушаются процессы подсоса воздуха через нижние отверстия и отвода продуктов сгорания через верхние отверстия в корпусе.

Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении надежности работы запальника.

Это достигается тем, что в запальнике, содержащем газовод, соединенный с камерой смешения, в боковой поверхности которой выполнено отверстие, а на ее входе размещены коллекторы подвода воздуха и газа, и запальную свечу, согласно изобретению отверстие камеры смешения охвачено герметично присоединенной с ней одним концом форкамерой, на противоположном конце которой размещена запальная свеча и выполнено отверстие, к которому подсоединена одним концом трубка, другой конец которой размещен на входе в камеру смешения, к выходу которой подсоединен газовод, при этом в трубке установлена расходная шайба.

Кроме того, запальник снабжен дополнительной трубкой, размещенной вдоль камеры смешения и газовода, при этом одни конец трубки соединен с коллектором подвода газа, а второй размещен на выходе из газовода.

На чертеже изображен продольный разрез запальника.

Запальник содержит смесительную камеру 1, на входе которой размещены коллекторы подвода газа 2 и воздуха 3. НА расстоянии 8 - 10 калибров от входа в камеру смешения 1 в ее боковой стенке выполнено отверстие 4, охваченное форкамерой 5, которая герметично присоединена к камере смешения 1. Расстояние в 8 - 10 калибров обеспечивает качественное перемешивание газа и воздуха. На свободном конце форкамеры 5 установлена запальная свеча 6, а в боковой стенке форкамеры 5 выполнено отверстие 7, к которому подсоединена одним концом трубка 8, другой конец которой размещен на входе в камеру смешения 1. В трубке 8 установлена расходная шайба 9. К выходу камеры смешения 2 через раструб 10 подсоединен газовод 11, вдоль которых проложена трубка 12, одним концом соединенная с газовым коллектором 2, а на другом конце, размещенном на выходе из газовода 11, установлен стабилизатор пламени (на чертеже условно не показан). Газовод 11 размещен в обсадной трубке 13, проходящей в футеровке 14 снаружи котла 15, а выход газовода 11 расположен внутри котла 15.

Запальник работает следующим образом.

От источников подачи газа и воздуха (на чертеже условно не показаны) компоненты поступают в соответствующие коллекторы 2 и 3 и далее в камеру смешения 1 и, кроме того, часть газа по трубке 12 идет на выход газовода 11.

Хорошо перемешанная газовоздушная смесь за счет разности давлений на входе в форкамеру 5 и выходе из трубки 8 заполняет форкамеру 5. Объем трубки 8 и ее гидравлические характеристики, которые подбираются, например, выбором расходной шайбы 9, должны обеспечивать время заполнения форкамеры 5 газовоздушной смесью не меньше времени заполнения смесью всего тракта камеры смешения 1 и газовода 11. При этом следует учитывать, что при выборе объема форкамеры 5 следует руководствоваться следующими соображениями: объема смеси должно быть достаточно для надежного воспламенения основного потока смеси в камере смешения (т.е. образующейся при сгорании энергии факела, истекающего из отверстия 4 и его длительности) и, кроме того, скорость заполнения форкамеры 5 смесью должна быть такой, чтобы в ней не поддерживалось горение. Затем подают напряжение на запальную свечу 6. в результате на ее электродах образуется дуга, воспламеняющая смесь, которая, сгорая, выходит из отверстия 4 в камере смешения 1 и поджигает смесь, движущуюся к выходу газовода. За счет отсутствия на поверхностях камеры 5 и газовода 11 конструктивных элементов, вызывающих стабилизацию пламени, оно перемещается по газоводу 11 и поджимает газ на выходе из трубки 12, образуя запальный факел требуемой мощности и длины, что позволяет использовать запальник при небольших расходах газа и воздуха.

При изменениях расходов воздуха и газа (например, в случае установки запальника на другой котел) подбором расходной шайбы 9 добиваются надежного воспламенения и создания запального факела требуемой мощности и длины.

Использование изобретения позволит обеспечить надежную работу запальника как для розжига котлов с небольшими расходами компонентов смеси, так и в котлах с толстой стенкой футеровки, через которую проложены обсадные трубы.

Использование: в теплоэнергетике, в частности, в устройствах для зажигания газа с использованием электрической искры и вспомогательного факела в запальниках, преимущественно в промышленных котлах. Сущность изобретения: запальник содержит смесительную камеры 1, на входе которой размещены коллекторы подвода газа 2 и воздуха 3. На камере 1 установлена форкамера 5 с запальной свечой 6. При этом к форкамере 5 присоединена трубка 8, другой конец которой размещен на входе в камеруц смешения 1. Кроме того, к коллектору подачи газа 2 подсоединена трубка 12, выход которой размещен внутри котла 15. При работе запальника газовоздушная смесь заполняет полость смесительной камеры 1 и форкамеры 5 за счет трубки 8. Электрическая искра свечи 6 воспламеняет смесь в форкамере 5 и образующийся факел поджигает через отверстие 4 смесь в камере 1, которая перемещается по газоводу 11 в полость котла 15, где и поджигает газ, выходящий из трубки 12. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

1. Запальник, содержащий газовод, соединенный с камерой смешения, в боковой поверхности которой выполнено отверстие, а на ее входе размещены коллекторы подвода воздуха и газа, и запальную свечу, отличающийся тем, что отверстие камеры смешения охвачено герметично присоединенной к ней одним концом форкамерой, на противоположном конце которой размещена запальная свеча и выполнено отверстие, к которому подсоединена одним концом трубка, другой конец которой размещен на входе в камеру смешения, к выходу которой подсоединен газовод. 2. Запальник по п.1, отличающийся тем, что в трубке установлена расходная шайба. 3. Запальник по п. 1, отличающийся тем, что он снабжен дополнительной трубкой, размещенной вдоль камеры смешения и газовода, при этом один конец трубки соединен с коллектором подвода газа, а второй размещен на выходе из газовода.