КОРПУСНАЯ ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА Российский патент 1998 года по МПК F23D14/20 

Изобретение относится к горелочным устройствам с регулируемыми параметрами факела и может быть использовано для сжигания газа с переменным составом в промышленных нагревательных печах и котлах.

Известна газовая горелка по А.С. СССР N 779739, содержащая центральную топливную трубу и коаксиально размещенный кольцевой коллектор с топливораздающими устройствами, выполненными в виде радиальных патрубков с заглушенными концами и сопловыми отверстиями. Недостатком данной конструкции горелки является относительно низкая эффективность сжигания топливного газа в условиях переменных нагрузок.

Наиболее близкой по технической сущности к заявляемой корпусной газовой горелке является горелка по А.С. СССР N 373486, содержащая две коаксиально расположенные центральную и внешнюю газовые камеры с газовыпускными осевыми и радиальными соплами.

Недостатком данной конструкции горелки является относительно узкий диапазон регулирования параметров факела.

Целью изобретения является регулирование параметров факела в широком диапазоне теплотехнических характеристик.

Поставленная цель достигается тем, что газовыпускные сопла центральной и внешней газовых камер расположены в радиальной плоскости горелки на катетах прямоугольного треугольника, стороны которого образованы боковой поверхностью корпуса одной газовой камеры и фронтальной поверхностью другой газовой камеры, а оси пар газовыпускных отверстий пересекаются в точках под углом 85 - 95^o на гипотенузе прямоугольного треугольника.

Для формирования заполненного факела целесообразно в горелке соотношение числа газовыпускных сопел внешней газовой камеры и числа сопел центральной газовой камеры выполнять равным 2 : 1 или 1 : 2, а соотношение их диаметров 1 : 3 или 3 : 1 соответственно.

На фиг. 1 и 2 показаны варианты исполнения корпусной газовой горелки. Фиг. 1 - с внутренним расположением газовыпускных сопел (горелка инжекционного типа); фиг. 2 - с внешним расположением газовыпускных сопел (горелка диффузионно-инжекционного типа). На фиг. 3 дан фронтальный вид корпусной газовой горелки с соотношением числа газовыпускных сопел центральной газовой камеры и числа газовыпускных сопел внешней газовой камеры, равным 2 : 1, и соотношением их диаметров 1 : 3 соответственно.

Корпусная газовая горелка состоит из коаксиально расположенных внешней и центральной газовых камер 1 и 2 соответственно с газовыпускными соплами 3 и 4. Причем в зависимости от варианта исполнения корпусной горелки (инжекционного или инжекционно-диффузионного типа) газовыпускные сопла 3 и 4 в газовых камерах 1 и 2 выполняют либо осевыми, либо радиальными и таким образом, чтобы сопла 3 и 4 были расположены (независимо от варианта исполнения горелки) в радиальной плоскости горелки на катетах прямоугольного треугольника. Сопла 3 внешней газовой камеры 1 выполняют либо на фронтальной ее поверхности (осевые сопла), а сопла 4 центральной газовой камеры 2 - на внутренней поверхности корпуса (радиальные сопла, либо расположение сопел 3 и 4 в газовых камерах 1 и 2 обратное. Оси сопел 3 и 4 пересекаются в одной точке под углом 85 - 95^o, лежащей на середине гипотенузы прямоугольного треугольника. Угол наклона осей сопел 3 и 4 принят исходя из оптимального размера корпусной газовой горелки и ее соплового аппарата. Расположение точки пересечения осей газовых сопел 3 и 4 на гипотенузе прямоугольного треугольника определено исходя из условий формирования общей струи газового потока до контакта с потоком воздуха и исходя из скорости распространения пламени в сжигаемом газовом потоке. Отклонение точки пересечения осей сопел 3 и 4 от гипотенузы прямоугольного треугольника целесообразно только к прямому углу по медиане треугольника.

Корпусная газовая горелка работает следующим образом.

Газ подается в газовые камеры 1 и 2 либо через осевые газовыпускные сопла 3 и 4 для формирования относительно узкого и длинного светящегося факела, либо через радиальные газовыпускные сопла 3 или 4 (в зависимости от типа исполнения горелки) для формирования, при прочих равных условиях, более короткого факела горелки.

При повышении производительности горелки от средней до номинальной подача газа осуществляется в газовые камеры 1 и 2 одновременно. Меняя соотношение расходов топливного газа (или топливных газов, если в каждую газовую камеру подают газы различного состава) в камеры 1 и 2, за счет получения газовых струй через сопла 3 и 4 различной энергетической мощности, добиваются оптимального угла атаки воздуха газовыми струями в амбразуре 5, после чего смесь направляют в топочный объем 6 на сжигание.

Использование заявляемой конструкции корпусной газовой горелки в отличии от существующих аналогов позволяет варьировать угол атаки воздуха газовым потоком во всем диапазоне от спутного направления потоков до перпендикулярного и таким образом добиваться оптимальных параметров факела в широком диапазоне нагрузок.

Источники информации:
1. А.С. СССР N 779739, БИ N 42, 1980 г. (аналог).

2. А.С. СССР N 373486, БИ N 14, 1973 г. (прототип).

Изобретение относится к горелочным устройствам с регулируемыми параметрами факела и может быть использовано для сжигания газа с переменным составом в промышленных нагревательных печах и котлах. Газовыпускные сопла центральной и внешней газовых камер расположены в радиальной плоскости горелки на катетах прямоугольного треугольника и оси их пересекаются в точке, лежащей на гипотенузе под углом 85-95^o. Горелка позволяет регулировать параметры факела в широком диапазоне теплотехнических характеристик. 1 з.п.ф-лы, 3 ил.

1. Корпусная газовая горелка, содержащая две коаксиально расположенные центральную и внешнюю газовые камеры с газовыпускными радиальными и осевыми соплами, отличающаяся тем, что газовыпускные сопла центральной и внешней газовых камер расположены в радиальной плоскости горелки друг относительно друга на катетах прямоугольного треугольника, стороны которого образованы боковой поверхностью корпуса одной газовой камеры и фронтальной поверхностью корпуса второй газовой камеры, а оси пар противорасположенных в треугольнике сопел пересекаются под углом 85 - 95^o в точке, расположенной на середине гипотенузы треугольника. 2. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что соотношение числа гозовыпускных сопел внешней газовой камеры к числу сопел центральной газовой камеры выполняют равным 2: 1 или 1:2, а соотношение их диаметров 1:3 или 3:1 соответственно.