ГОРЕЛКА Российский патент 2002 года по МПК F23C11/00 F23D11/00 

Изобретение относится к горелочным устройствам и может быть использовано в различных топливозажигающих устройствах, в частности в топках асфальтобетонных заводов, в камерах сгорания газотурбинных двигателей.

Известна горелка, содержащая корпус, топливную форсунку с концентрично установленным на ней лопаточным завихрителем, конический обтекатель с топливовоздушным завихрителем, при этом топливная форсунка на выходе снабжена отражателем в виде полого сегмента со сферической поверхностью. Вогнутая поверхность отражателя обращена к обтекателю, установленному с зазором по отношению к отражателю и выполненному с центральным сквозным каналом. Лопатки завихрителя установлены под большим и меньшим углами относительно оси горелки, образуя чередующиеся друг с другом расширяющиеся и сужающиеся каналы. Лопатки, установленные под большим углом, выполнены перфорированными. Разность между большим и меньшим углами 0-10^o (Патент РФ 2006749, бюллетень 2, 1994 г.).

К недостаткам данного устройства можно отнести невысокую эффективность сжигания топлива.

Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности сжигания топлива в результате изменения конструкции горелки.

Задача достигается тем, что горелка, содержащая топливную форсунку с концентрично установленным на ней лопаточным завихрителем, конический отражатель и радиальные отверстия, выполненные в форсунке между завихрителем и отражателем, устроена таким образом, что форсунка установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения. Конический отражатель установлен по оси форсунки с возможностью его осевого перемещения. В корпусе выполнены каналы для подачи воздуха в кольцевую камеру, образованную корпусом и колпаком с встроенным лопаточным завихрителем. Объем кольцевой камеры регулируется осевым перемещением колпака относительно корпуса.

Конструкция горелки показана на чертеже, работа осуществляется следующим образом.

Горелка имеет корпус 1, топливную форсунку 2 с концентрично установленным на ней лопаточным завихрителем 3, колпак 9. Топливная форсунка 2 имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса 1 с целью регулирования объема кольцевой камеры 12 и изменения положения впрыска топлива и геометрии кольцевого сопла 11. Колпак 9 также имеет возможность осевого перемещения относительно корпуса 1 с целью регулирования воздушного потока. По оси форсунки установлен конический отражатель 4 с возможностью осевого перемещения. Радиальные отверстия 5 выполнены в стенке форсунки между лопаточным завихрителем 3 и коническим отражателем 4. В корпусе выполнены каналы 6 для подачи воздуха через лопаточный завихритель 3 и каналы 7 для подачи воздуха в кольцевую камеру 8. Объем кольцевой камеры 8 регулируется осевым перемещением колпака 9 с встроенным лопаточным завихрителем 10.

Топливо по осевому каналу корпуса 1 подается в форсунку 2 и через радиальные отверстия 5 в кольцевое сопло 11, образованное корпусом 1 и форсункой 2. Воздух по каналам 6 подается в кольцевую камеру 12 и далее закручивается лопаточным завихрителем 3. В кольцевом сопле 11 закрученный воздух смешивается с топливом. Выходящая топливо-воздушная смесь отражается от конического отражателя 4, смешивается с воздухом, подведенным через каналы 7 и кольцевую камеру 8 и закрученным лопаточным завихрителем 10. Далее топливо-воздушная смесь поступает в зону горения.

По каналам 6 воздух подается под давлением Р₁, превышающем давление газа P₂ в зоне горения в соответствии с соотношением P₂/P₁<β=0,528.

Критический перепад давления β обеспечивается в широком диапазоне режимов работы перемещения форсунки 2 по оси корпуса 1. По каналам 7 воздух также подается при критическом перепаде давления β, что обеспечивается осевым перемещением колпака 9. Таким образом, наибольшая эффективность горения различного вида топлива, имеющего различные физические характеристики, подбирается путем регулировки положения форсунки 2, конического отражателя 4 и колпака 9 относительно корпуса 1.

Высокая степень распыления топлива достигается за счет критической скорости воздуха, проходящего через лопаточные завихрители.

Таким образом, на различных режимах работы топливосжигающего устройства обеспечивается высокая эффективность сжигания топлива.

Изобретение может быть использовано в различных топливосжигающих устройствах, в частности в топках асфальтобетонных заводов. Горелка содержит корпус, топливную форсунку с концентрично установленным на ней лопаточным завихрителем, конический отражатель, радиальные отверстия, выполненные в форсунке между завихрителем и отражателем, форсунка установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения, конический отражатель установлен по оси форсунки с возможностью его осевого перемещения, в корпусе выполнены каналы для подачи воздуха в кольцевую камеру, образованную корпусом и колпаком с встроенным лопаточным завихрителем, объем которой регулируется осевым перемещением колпака относительно корпуса. Изобретение позволяет достичь высокую эффективность сжигания топлива. 1 ил.

Горелка, содержащая корпус, топливную форсунку с концентрично установленным на ней лопаточным завихрителем, конический отражатель, радиальные отверстия, выполненные в форсунке между завихрителем и отражателем, отличающаяся тем, что форсунка установлена в корпусе с возможностью осевого перемещения, конический отражатель установлен по оси форсунки с возможностью его осевого перемещения, в корпусе выполнены каналы для подачи воздуха в кольцевую камеру, образованную корпусом и колпаком с встроенным лопаточным завихрителем, объем которой регулируется осевым перемещением колпака относительно корпуса.