СИСТЕМА ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА Российский патент 1998 года по МПК F23D5/04 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в качестве теплогенерирующего устройства в теплоиспользующих установках.

Известно устройство для сжигания жидкого топлива (авт. св. СССР N 1698568, кл. F 23 B 11/02, ОБ N 46), содержащее топливный бак, кран, трубопровод, обратный клапан, форсунку, которая выполнена в виде двух коаксиальных труб, размещенных с кольцевым зазором, при этом торцы труб с обеих сторон соединены фланцами, образуя в зазоре испарительную камеру. С этой камерой соединен жиклер, установленный соосно с внутренней трубой. В полости внутренней трубы жестко укреплены радиальные ребра. В кольцевом зазоре вдоль внешней стенки расположены дополнительные радиальные ребра. Под всем корпусом форсунки расположен поддон длиной, в 1,3-1,5 раза превышающей длину форсунки.

Общими признаками с заявляемым изобретением являются топливный бак, кран, трубопровод, обратный клапан, жиклер, испарительная камера.

К недостаткам данной конструкции относятся следующие:
сложность изготовления и повышенная металлоемкость из-за наличия коаксиальных труб с большим количеством ребер, которые для лучшей передачи тепла должны привариваться сплошными швами, что для ребер, расположенных внутри трубы, трудновыполнимо;
кроме того, металлоемкость увеличена ввиду установки поддона для розжига длиной ,в 1,3-1,5 раза превышающей длину форсунки и имеющий значительную ширину;
не обеспечена в полной мере безопасность работы устройства, так как при погашении факела в виде различных имеющих место на практике причин, например попадание воды в топливо или частичное засорение отверстия жиклера, давление паров падает, обратный клапан открывается, топливо продолжает поступать.

Известна испарительная горелка (свидетельство на полезную модель N 271, кл. F 23 D 5/04, ОБ N 3,1995), содержащая диффузионную камеру, на выходе которой соосно расположен испаритель, а на входе - устройство для подачи испаренного топлива, соединенное топливопроводом с испарителем, который выполнен кольцевым, причем расстояние от выходного среза диффузионной камеры до обращенной к нему поверхности испарителя равно 1/5 - 1/6 внутреннего диаметра испарителя, а отношение диаметра выходного среза к внутреннему диаметру испарителя составляет 1:1,5.

Общими признаками с заявляемым изобретением являются испаритель, устройство для подачи испаренного топлива, соединенное топливопроводом с испарителем.

Недостатками известной конструкции являются следующие:
низкая тепловая эффективность, так как факел, создаваемый устройством, узконаправленный, что уменьшает площадь соприкосновения пламени с нагреваемым объектом, кроме того, поверхность нагрева испарителя расположена по границе периферийной части факела, выходящего из диффузионной камеры, что не позволяет достаточно эффективно использовать теплоту факела для предварительного испарения топлива;
узкий диапазон по производительности, а следовательно, по использованию в тепловых установках, так как данная конструкция не позволяет изменять объем испарителя в широком диапазоне, а также увеличивать количество жиклеров.

Наиболее близкой системой для сжигания жидкого топлива является испарительная горелка (авт. свид. СССР N 1070379, кл.F 23 D 5/04, ОБ N 4, 1984), содержащая устройство для подачи испаренного топлива, представляющее собой жиклер со смесительной головкой, испарительную камеру, выполненную в виде термосифона с паровым и конденсационным участками, в котором размещен змеевик топливопровода, подключенный к жиклеру. Конденсационный участок термосифона снабжен сильфоном. Смесительная головка установлена с возможностью перемещения вдоль оси жиклера и связана с сильфоном посредством устройства, регулирующего горение, выполненного в виде подпружиненного рычага. При жиклере установлено устройство для розжига в виде чаши.

Общими признаками с заявляемым изобретением являются топливопровод, устройство для подачи испаренного топлива, жиклер, испарительная камера, устройство для розжига.

Недостатками известной конструкции являются следующие:
известная конструкция не технологична в изготовлении ввиду сложной конфигурации корпуса испарителя и топливопровода, установленного внутри корпуса испарителя, наличие сложных конструктивных узлов, например, сильфона;
низкая тепловая эффективность и, как следствие, увеличенная поверхность теплообмена для обеспечения необходимого режима испарения топлива, так как для испарения жидкого топлива используется не прямой нагрев топлива факелом горящего топлива, а используют тепло конденсирующего пара теплоносителя, циркулирующего в испарительной камере, что снижает коэффициент теплопередачи;
узкий диапазон по производительности, а следовательно, по использованию в тепловых установках, так как устройство не позволяет увеличить количество тепла, передаваемого теплоносителем, ввиду того нагрев теплоносителя осуществляется на ограниченном практически постоянном участке испарительной камеры, причем периферийной частью факела горящего топлива, в результате не представляется возможным увеличить количество подаваемого топлива, так как не будет обеспечено его испарение.

Заявляемое изобретение позволяет повысить тепловую эффективность устройства при снижении поверхности теплообмена и расширении диапазона по производительности, а также обеспечить технологичность изготовления устройства за счет эффективного использования прямого нагрева топлива, исключения сложных конфигураций конструктивных узлов и соединений, возможности регулирования количества топлива в широком диапазоне.

Это достигается тем, что в системе для сжигания жидкого топлива, содержащей топливопровод, устройство для подачи испаренного топлива, жиклер, испарительную камеру, устройство для розжига, новым является выполнение испарительной камеры в виде двух или более вертикальных труб, соединенных в верхней и нижней частях коллекторами, при этом нижний коллектор соединен с топливопроводом, а верхний коллектор соединен с устройством для подачи испаренного топлива, выполненного в виде головки, которая оснащена не менее чем двумя жиклерами, при этом на каждую крайнюю вертикальную трубу испарительной камеры ориентировано по одному жиклеру.

Кроме того, система снабжена топливным баком, соединенным посредством капиллярной трубки и фильтра с топливопроводом, который оснащен регулирующим краном и предохранительным клапаном.

Кроме того, система для сжигания топлива снабжена предохранительным устройством, включающим термопластину, рычаг, при этом пластина расположена в плоскости установки жиклеров и закреплена одним концом с возможностью поворота, а другим концом соединена подвижно с рычагом, который закреплен также с возможностью поворота и контакта с предохранительным клапаном.

Кроме того, устройство для розжига установлено под головкой устройства для подачи испаренного топлива.

Заявляемая совокупность признаков обеспечивает использование прямого нагрева топлива, поступающего в испарительную камеру, конструктивное исполнение которой позволяет обеспечить необходимый режим для испарения заданного количества топлива при высоком коэффициенте теплопередачи и подачи его к жиклерам, при этом факелы, направленные на вертикальные трубы испарительной камеры, дополнительно рассекаются и образуют веерообразный факел с развитой поверхностью, что обеспечивает лучшие условия для полного сгорания топлива и большую площадь соприкосновения пламени с элементами, подлежащими нагреву. В результате повышается тепловая эффективность системы при снижении поверхности теплообмена и расширении диапазона по производительности.

Конструкция системы для сжигания жидкого топлива выполнена в виде несложных элементов и их соединений, что обеспечивает технологичность изготовления системы.

Кроме того, заявляемая совокупность признаков обеспечивает безопасность при эксплуатации системы за счет предохранительного устройства термомеханического принципа действия.

Заявляемое расположение устройства для розжига позволяет обеспечить запуск системы при минимальных затратах топлива и времени, что также повышает эффективность системы.

На фиг. 1 представлен общий вид системы для сжигания жидкого топлива; на фиг. 2 - сечение испарительной камеры по А-А; на фиг. 3 - разрез по Б-Б.

Система для сжигания жидкого топлива содержит топливный бак 1, соединенный посредством капиллярной трубки 2 и фильтра 3 с топливопроводом 4, который оснащен регулирующим краном 5 и предохранительным клапаном 6, конструкция которого предусматривает наличие кнопки 7, при нажатом состоянии которой топливо поступает в топливопровод. Система включает испарительную камеру 8, выполненную в виде двух или более вертикальных труб 9, соединенных в верхней и нижней частях коллекторами 10 и 11 соответственно (см.фиг. 2). Нижний коллектор 11 соединен с топливопроводом 4, а верхний коллектор 10 соединен с устройством для подачи испаренного топлива 12, выполненного в виде головки 13, в цилиндрическом корпусе которой установлено не менее чем два жиклера 14. При этом на каждую крайнюю вертикальную трубу 9 испарительной камеры 8 ориентировано по одному жиклеру 14 ( см.фиг. 3). В зависимости от технологической необходимости изменения производительности системы, ее тепловой нагрузки, поверхности нагрева и количество вертикальных труб 9, и количество жиклером 14 может быть установлено более двух (на фиг. 2, 3 пунктиром изображена третья труба 9 и на фиг. 3 - дополнительно три жиклера 14).

Система для сжигания жидкого топлива снабжена предохранительным устройством, включающим термопластину 15, рычаг 16, при этом пластина расположена в плоскости установки жиклеров 14 и закреплена одним концом с возможностью поворота, а другим концом соединена подвижно с рычагом 16, который закреплен также с возможностью поворота и контакта с предохранительным клапаном 6, а именно непосредственно с кнопкой 7.

Система имеет устройство для розжига, выполненное в виде чаши 17, установленной под головкой 13.

Система для сжигания жидкого топлива работает следующим образом.

В чашу 17 закладывается ветошь, пропитанная в топливе. Затем открытием крана 5 и нажатием кнопки 7 топливо из топливного бака 1 через капиллярную трубку 2, выполняющую функцию демпфера давления подаваемого топлива, и фильтр 3 подается в топливопровод 4 и далее последовательно заполняется коллектор 11, вертикальные трубы 9, коллектор 10 до тех пор, пока не начнется истечение топлива через жиклер 14. После чего кнопка 7 отпускается, кран 5 закрывается. В чаше 17 зажигается ветошь и нажимается кнопка 7, через некоторое время термопластина 14, нагревшись, перемещает рычаг 16, который в свою очередь блокирует кнопку 7 в нажатом состоянии. Кроме того, топливо в головке 13 нагревается, появляется факел, подаваемый на вертикальные трубы 9, и начинается саморазогрев система. При появлении факела приоткрывается кран 4 для поступления топлива и поддержания процесса горения. В дальнейшем в зависимости от технологической потребности регулируется интенсивность горение краном 5.

Система надежна в эксплуатации и не требует присмотра, так как при погасании факела по любой причине термопластина 14 остывает и воздействует на рычаг 16, который перемещается, освобождает кнопку 7 и поступление топлива прекращается.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в качестве теплогенерирующего устройства в теплоиспользующих установках и позволяет повысить тепловую эффективность устройства при снижении поверхности теплообмена и расширении диапазона по производительности, а также обеспечить технологичность изготовления устройства. Система содержит топливопровод, устройство для подачи испаренного топлива, жиклер, испарительную камеру, выполненную в виде двух или более вертикальных труб, соединенных в верхней и нижней частях коллекторами, при этом нижний коллектор соединен с топливопроводом, а верхний коллектор соединен с устройством для подачи испаренного топлива, выполненного в виде головки, которая оснащена не менее чем двумя жиклерами, при этом на каждую крайнюю вертикальную трубу испарительной камеры ориентировано по одому жиклеру. Система снабжена устройством для розжига, топливным баком, соединенным посредством капиллярной трубки и фильтра с топливопроводом, который оснащен регулирующим краном и предохранительным клапаном. Кроме того, система снабжена предохранительным устройством. 1 с. и 3 з. п.ф-лы, 3 ил.

1. Система для сжигания жидкого топлива, содержащая топливопровод, устройство для подачи испаренного топлива, жиклер, испарительную камеру, устройство для розжига, отличающаяся тем, что испарительная камера выполнена в виде двух или более вертикальных труб, соединенных в верхней и нижней частях коллекторами, при этом нижний коллектор соединен с топливопроводом, а верхний коллектор соединен с устройством для подачи испаренного топлива, выполненного в виде головки, которая оснащена не менее чем двумя жиклерами, при этом на каждую крайнюю вертикальную трубу испарительной камеры ориентировано по одному жиклеру. 2. Система по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена топливным баком, соединенным посредством капиллярной трубки и фильтра с топливопроводом, который оснащен регулирующим краном и предохранительным клапаном. 3. Система по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что она снабжена предохранительным устройством, включающим термопластину, рычаг, при этом пластина расположена в плоскости установки жиклеров и закреплена одним концом с возможностью поворота, а другим концом соединена подвижно с рычагом, который закреплен также с возможностью поворота и контакта с предохранительным клапаном. 4. Система по п.1, отличающаяся тем, что устройство для розжига установлено под головкой устройства для подачи испаренного топлива.