ИСПАРИТЕЛЬНАЯ ГОРЕЛКА Российский патент 1998 года по МПК F23D5/04 

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для сжигания жидкого топлива, преимущественно к испарительным горелкам. Оно может быть использовано для отопления любых помещений, в том числе коттеджей, а также для обогрева помещений с временным применением покрытий, например теплиц.

Известно и выбрано в качестве аналога техническое решение (авт. св. СССР N 1560907, кл.5 F 23 D 5/04, публ. БИ N 16, 1990), содержащее цилиндрический корпус и закрепленную на его оси пористую керамическую, полую коническую насадку, подключенную к входному топливному патрубку, причем в полости керамической насадки с образованием радиального кольцевого зазора установлена поперечная перегородка, разделяющая полость насадки на нижнюю паровую и верхнюю жидкостную зоны, последняя из которых подключена к входному топливному патрубку, а по оси корпуса навстречу насадке дополнительно размещено выходное сопло, подключенное посредством паротопливного патрубка к нижней паровой зоне полости насадки. В паровой зоне насадки выполнено осевое отверстие, а насадка снабжена верхней керамической съемной крышкой.

Недостатком известного устройства является то, что достаточно сложная конструкция испарителя, описанная в аналоге, благодаря наклонной части при высоких температурах накапливает коксовые наросты, которые не смываются неиспарившимся жидким топливом. Твердые отложения теплоизолируют стенки испарителя, снижая мощность горелки вплоть до полной остановки. Для частичного устранения этого недостатка в нижней части выполнено отверстие для удаления совместно с парами неиспарившегося жидкого топлива.

Известно и выбрано в качестве прототипа техническое решение (авт. св. СССР N 1560908, кл.5 F 23 D 5/07, публ. БИ N 16, 1990), содержащее сообщенный с источником жидкого топлива испаритель и установленную под испарителем и подключенную к нему паротопливную форсунку, причем испаритель выполнен в виде вертикальной цилиндрической камеры с коническим основанием, центральным воздушным и периферийными коаксиальными огневыми каналами. Причем в нижней части испарителя установлен патрубок отвода неиспарившегося топлива, снабженный на выходе соплом, направленным к паротопливной форсунке. Причем дополнительно введены выносное паротопливное сопло с регулирующим органом, подключенным к испарителю, и форсунка с осевым паротопливным соплом, установленная в центральном воздушном канале камеры, при этом ее входной участок размещен в центральном проеме основной паротопливной форсунки.

Недостатком известного устройства является то, что конструкция испарителя, приведенная в описании, благодаря большой площади основания может образовывать коксовые наросты за счет их малоподвижности. Хотя с целью снижения коксообразования в камере установлен патрубок для постоянного слива неиспарившегося жидкого горячего топлива (3 - 6%) совместно с парами топлива через одно или несколько сопел в факел пламени форсунки. Другим недостатком является достаточно сложная конструкция устройства в сочетании с регулирующими органами и дополнительной форсункой.

Целью предлагаемого изобретения является упрощение конструкции горелки при сохранении высокой надежности устройства в работе.

Поставленная цель достигается тое, что в известном устройстве, содержащем сообщенный с источником жидкого топлива через патрубок испаритель, выполненный в виде вертикальной цилиндрической камеры, установленную под ним и подключенную к нему паротопливную форсунку, причем испаритель выполнен с внутренней и наружной трубами, крышкой и дном со вставленным коаксиальной в него с воздушным зазором паропроводом, а отношение площадей дна и сопел форсунки равно 10-15; причем патрубок подачи топлива выполнен у дна испарителя, а крышка испарителя выполнена с резьбовым соединением, обеспечивающим натяг в поверхностях уплотнения.

Сопоставительный анализ технических решений, описанных в прототипе и предлагаемом изобретении, показывает, что в предлагаемом устройстве помимо общих конструктивных элементов - испаритель, сообщенный с источником топлива и выполненный в виде вертикальной цилиндрической камеры, установленную под ним и подключенную к нему паротопливную форсунку - испаритель выполнен с внутренней и наружной трубами, крышкой и дном со вставленным коаксиально в него с воздушным зазором паропроводом, а отношение площадей дна и сопел форсунки равно 10-15; причем патрубок подачи топлива выполнен у дна испарителя, а крышка испарителя выполнена с резьбовым соединением, обеспечивающим натяг в поверхностях уплотнения.

Использование отличительных признаков в предлагаемом устройстве подтверждает его соответствие критерию "новизна".

Дополнительный анализ отличительных признаков позволил выявить их связь с целью предлагаемого изобретения.

Упрощение конструкции горелки достигается исключением из устройства дополнительных выносных сопел с регулирующими органами и патрубка отвода неиспарившегося топлива.

В существующих горелках паротопливный трубопровод проходит из испарителя или по периферии корпуса топочного канала, или даже за пределами корпусной горелки, или через слой нагреваемого, находящегося еще в жидком состоянии топлива. Во всех этих случаях паропровод проходит через области, имеющие температуру ниже температуры паров топлива в испарителе. Это приводит к тому, что в парах топлива, перемещающихся по охлажденному паропроводу, конденсируются тяжелые фракции топлива. Появление в пламени горелки топлива в капельной форме снижает эффективность сгорания и, следовательно, степень химического недожога.

Испарение паротопливного трубопровода с воздушным зазором от стенок испарителя исключает охлаждение паров топлива и, как следствие, конденсацию тяжелых фракций в паропроводе, что обеспечивает высокое качество сгорания топлива. Кроме того, паропровод на участке между дном испарителя и форсункой находится в зоне пламени горелки и поэтому пары топлива дополнительно нагреваются, что повышает эффективность сжигания топлива.

Выполнение испарителя с площадью сечения между внешней и внутренней стенками, в 10-15 раз превышающей площадь сопел форсунки, обеспечивает как достаточно интенсивное смешивание в испарителе свежих порций топлива с обогащенным тяжелыми фракциями остатком, так и вынос пузырями пара тяжелых фракций в пламени горелки через паропровод. Это предотвращает накопление тяжелых фракций топлива в испарителе и, как следствие, отложений кокса и смолы в его стенках.

Так как в испарителе постепенно могут накапливаться механические примеси с испарением на дне и стенках, то для периодической (например, при подготовке горелки к отопительному сезону) чистки испарителя последний выполнен со съемной крышкой на резьбовом соединении, обеспечивающем натяг в поверхностях уплотнения и повышающем герметичность испарителя.

С учетом выше приведенных доводов считаем, что отличительные признаки предлагаемого устройства в сочетании с описанными в известных подтверждают соответствие предлагаемого изобретения критерию "существенные отличия".

На чертеже дана предлагаемая конструкция.

Она содержит топливный бак 1, запорный вентиль 2, топливопровод 3, испаритель 4 с внешней трубкой 5, внутренней трубкой 6, дном 7 и съемной крышкой 8, паропровод 9, кожух 10, форсунку 11, опору 12 испарителя 4, воздухоподающее устройство 13, патрубок 14 подачи топлива.

Причем испаритель 4 и форсунка 11 установлены на одной оси, испаритель выполнен в форме полого цилиндра со вставленным коаксиально в него паропроводом 9 и верхней съемной крышкой 8.

Предлагаемое устройство применяют следующим образом.

Топливо из бака 1 по топливопроводу 3 через вентиль 2 и патрубок 14 подачи топлива поступает в испаритель 4 до определенного уровня. После заполнения испарителя 4 в горелку через воздухоподающее устройство 13 подается воздух, вводят факел и его пламенем нагревают стенки, образованные внешней 5 и внутренней 6 трубами испарителя 4, а также дно 7 испарителя 4. В результате происходит испарение топлива и розжиг форсунки 11. Факел удаляют, вентилем 2 и воздухоподающим устройством 13 устанавливают оптимальный режим работы горелки. Для остановки достаточно закрыть вентиль 2 и спустя некоторое время выключить воздухоподающее устройство 13.

Таким образом, использование предлагаемого устройства позволит за счет упрощения конструкции существенно снизить затраты на изготовление и техническое обслуживание при эксплуатации.

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для сжигания жидкого топлива, преимущественно испарительным горелкам, и может быть применено для отопления любых помещений, в том числе, коттеджей, а также для обогрева помещений с временным применением покрытий, например теплиц. Горелка содержит сообщенный с источником жидкого топлива через патрубок испаритель, выполненный в виде вертикальной цилиндрической камеры, установленную под ним и подключенную к нему паротопливную форсунку, причем испаритель выполнен с внутренней и наружной трубами, крышкой и дном со вставленным коаксиально в него с воздушным зазором паропроводом, а отношение площадей дна и сопел форсунки равно 10-15, патрубок подачи топлива выполнен у дна испарителя, крышка последнего выполнена с резьбовым соединением, обеспечивающим натяг в поверхностях уплотнения. Изобретение позволяет упростить конструкцию горелки при сохранении высокой надежности в работе. 1 ил.

1. Испарительная горелка, содержащая сообщенный с источником жидкого топлива через патрубок испаритель, выполненный в виде вертикальной цилиндрической камеры, установленную под ним и подключенную к нему паротопливную форсунку, отличающаяся тем, что испаритель выполнен с внутренней и наружной трубами, крышкой и дном со вставленным коаксиально в него с воздушным зазором паропроводом, а отношение площадей дна и сопел форсунки равно 10 - 15, причем патрубок подачи топлива выполнен у дна испарителя. 2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что крышка испарителя выполнена с резьбовым соединением, обеспечивающим натяг в поверхностях уплотнения.