СОПЛО ГОРЕЛКИ И УГОЛЬНЫЙ ГАЗОГЕНЕРАТОР Российский патент 2015 года по МПК F23D1/04 C10J3/48 

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ, К КОТОРОЙ ОТНОСИТСЯ ИЗОБРЕТЕНИЕ

Настоящее изобретение относится к технологии структуры оборудования для горения, в частности, оно относится к соплу горелки. Дополнительно, настоящее изобретение, кроме того, относится к угольному газогенератору, снабженному указанным выше соплом горелки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Сопло горелки представляет собой обычный компонент для горения, который широко используется в различных видах оборудования для горения, таких как двигатель, бойлер, угольный газогенератор и тому подобное.

Типичная структура сопла горелки показана на фиг.1, сопло горелки содержит корпус 10 сопла, имеющий по существу цилиндрическую форму; топливная труба 20 и труба 30 для газа, поддерживающего горение, расположены в корпусе 10 сопла; топливо, которое проходит через топливную трубу 20, и газ, поддерживающий горение, который проходит через трубу 30 для газа, поддерживающего горение, смешиваются на конце сопла горелки и поджигаются с образованием пламени. В соответствии с композициями газов для различных газов, поддерживающих горение, сопла горелки могут быть разделены на три типа, которые представляют собой тип, поддерживающий горение на воздухе, тип, поддерживающий горение на обогащенном кислороде, и тип, поддерживающий горение на чистом кислороде. Содержание кислорода для газа, поддерживающего горение, в сопле типа, поддерживающего горение на обогащенном кислороде, составляет более 20%, сопло типа, поддерживающего горение на чистом кислороде, принимает газ, поддерживающий горение, с содержанием кислорода выше 99%.

Для сопла горелки, имеющего указанные выше структуры, когда оно принимает сухой распыленный уголь в качестве топлива, обычно принимая азот в качестве газа-носителя, газ-носитель с высокой скоростью потока, который несет сухой распыленный уголь, бьет струей из переднего конца сопла горелки таким образом, чтобы смешиваться с газом, поддерживающим горение, и поджигать его. Недостаток, имеющийся в сопле горелки для сухого распыленного угля, заключается в том, что сила трения сухого распыленного угля с высокой скоростью потока является высокой, это дает серьезный износ конца сопла горелки, влияя, таким образом, на срок службы сопла горелки.

Для преодоления этого недостатка из уровня техники известно решение, которое относится к заявке на китайский патент с номером заявки 200620045550.6. В технической схеме центральная труба, которая высвобождает топливо, находится чуть ниже, чем труба с кольцевым зазором, которая высвобождает газ, поддерживающий горение.

Однако при указанной выше технологии по-прежнему существует следующий недостаток: газ, поддерживающий горение, движущийся с высокой скоростью, будет захватывать высвобождаемый сухой распыленный уголь, и сухой распыленный уголь дает серьезный износ конца проточной трубы для газа, поддерживающего горение.

РАСКРЫТИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение предлагает сопло горелки и угольный газогенератор, для того чтобы избавиться от недостатка уровня техники, которые могут предотвратить износ конца трубы для газа, поддерживающего горение, и увеличить срок службы сопла горелки и угольного газогенератора.

Настоящее изобретение предлагает сопло горелки, содержащее корпус сопла, причем топливная труба и труба для газа, поддерживающего горение, предусмотрены в корпусе сопла, а труба для газа, поддерживающего горение, расположена вокруг наружной части топливной трубы, выпускной конец трубы для газа, поддерживающего горение, продолжается дальше, чем выпускной конец топливной трубы, в трубе для газа, поддерживающего горение, при этом предусмотрена отделяющая труба, которая отделяет трубу для газа, поддерживающего горение, как первую трубу для газа, поддерживающего горение, и вторую граничную трубу для газа, причем первая труба для газа, поддерживающего горение, выполнена снаружи вспомогательной трубы для газа горения, и выпускной конец топливной трубы продолжается дальше, чем конец отделяющей трубы.

Предпочтительно, выпускной конец трубы для газа, поддерживающего горение, имеет сходящийся участок, причем конец отделяющей трубы продолжается дальше, чем начальный конец сходящегося участка.

Предпочтительно, площадь поперечного сечения на выпуске второй граничной трубы для газа меньше, чем площадь поперечного сечения внутри второй граничной трубы для газа.

Предпочтительно, конец отделяющей трубы снабжен демпфирующим поток кольцом, соединенным с наружной стенкой отделяющей трубы и выступающим ко второй граничной трубе для газа.

Предпочтительно, наружная стенка топливной трубы имеет выступающую структуру, выполненную смежно выпускному концу.

Предпочтительно, вторая граничная труба для газа сообщается с паровой трубой, которая подает пар во вторую граничную трубу.

Кроме того, настоящее изобретение предлагает угольный газогенератор, который содержит сопло горелки, обеспеченное настоящим изобретением.

Настоящим изобретением предлагаются сопло горелки и угольный газогенератор, поскольку в трубе для газа, поддерживающего горение, предусмотрена отделяющая труба, отделяющая труба отделяет трубу для газа, поддерживающего горение, как первую трубу для газа, поддерживающего горение, и вторую граничную трубу для газа, при использовании из топливной трубы подается топливо, и газ, поддерживающий горение, подается из первой трубы для газа, поддерживающего горение, и из второй граничной трубы для газа в одно и то же время, при этом газ, поддерживающий горение, во второй граничной трубе для газа может образовывать граничную пленку на внутренней стенке выпускного конца второй граничной трубы для газа, которая защищает выпускной конец таким образом, чтобы предотвратить износ трубы для газа, поддерживающего горение, под действием струи топлива из топливной трубы, повышая, таким образом, срок службы сопла.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Фиг.1 представляет собой схему типичного сопла горелки из уровня техники;

Фиг.2 представляет собой схему сопла горелки, предлагаемого первым вариантом осуществления настоящего изобретения;

Фиг.3 представляет собой схему сопла горелки, предлагаемого вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ПОЗИЦИЙ

10 - Корпус сопла

20 - Топливная труба

21 - Выступ

31 - Первая труба для газа, поддерживающего горение

32 - Вторая граничная труба для газа

33 - Сходящийся участок

40 - Отделяющая труба

41 - Демпфирующее поток кольцо

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Чтобы сделать цели, технические решения и преимущества вариантов осуществления настоящего изобретения более ясными, технические решения вариантов осуществления настоящего изобретения будут описаны более четко и полно в сочетании с чертежами вариантов осуществления настоящего изобретения. Разумеется, варианты осуществления, описанные в настоящем документе, представляют собой часть всех вариантов осуществления настоящего изобретения, но не представляют собой всех вариантов его осуществления. Все другие варианты осуществления, которые могут быть получены специалистами в данной области из вариантов осуществления, приведенных в настоящем изобретении без творческой работы, должны попадать в рамки, защищаемые настоящим изобретением.

Обращаясь теперь к фиг.2, здесь приводится схема сопла горелки, предлагаемого первым вариантом осуществления настоящего изобретения.

В первом варианте осуществления настоящего изобретения сопло горелки содержит корпус 10 сопла, топливная труба 20 и труба 30 для газа, поддерживающего горение, предусмотрены в корпусе 10 сопла, труба 30 для газа, поддерживающего горение, расположена вокруг наружной части топливной трубы 20, выпускной конец трубы 30 для газа, поддерживающего горение, продолжается дальше, чем выпускной конец топливной трубы 20.

В трубе 30 для газа, поддерживающего горение, предусмотрена отделяющая труба 40, которая отделяет трубу 30 для газа, поддерживающего горение, как первую трубу 31 для газа, поддерживающего горение, и вторую граничную трубу 32 для газа с кольцевой формой, вторая граничная труба 32 для газа выполнена снаружи первой трубы 31 для газа, поддерживающего горение, выпускной конец топливной трубы 20 продолжается дальше, чем конец отделяющей трубы 40.

Настоящий вариант осуществления предлагает сопло горелки, поскольку в трубе 30 для газа, поддерживающего горение, предусмотрена отделяющая труба 40, отделяющая труба 40 отделяет трубу 30 для газа, поддерживающего горение, как первую трубу 31 для газа, поддерживающего горение, и вторую граничную трубу 32 для газа, при использовании из топливной трубы 20 подается топливо, и газ, поддерживающий горение, подается из первой трубы 31 для газа, поддерживающего горение, и из второй граничной трубы 32 для газа в одно и то же время, газ, поддерживающий горение, во второй граничной трубе 32 для газа может образовывать граничную пленку на внутренней стенке выпускного конца, которая защищает выпускной конец второй граничной трубы 32 для газа таким образом, чтобы предотвратить износ граничной трубы 32 для газа под действием струи топлива из топливной трубы 20, повышая, таким образом, срок службы сопла.

На основе сопла горелки, предлагаемого первым вариантом осуществления настоящего изобретения, может быть осуществлено дополнительное усовершенствование, подробная схема усовершенствования является следующей:

Выпускной конец трубы 32 для газа, поддерживающего горение, имеет сходящийся участок 33; конец отделяющей трубы 40 продолжается дальше, чем начальный конец сходящегося участка 33.

Настоящий вариант осуществления предлагает сопло горелки, поскольку труба 32 для газа, поддерживающего горение, имеет сходящийся участок 33, когда газ, поддерживающий горение, во второй граничной трубе для газа бьет из нее струей, газ, поддерживающий горение, изменяет свое направление на начальном конце сходящегося участка 33 ко второй граничной трубе для газа, таким образом, граничная пленка, которая образуется на внутренней стенке сходящегося участка 33, становится толще, что обеспечивает лучшую защиту внутренней стенки выпускного конца топливной трубы 30.

В дополнение, на основе сопла горелки, предлагаемого указанным выше вариантом осуществления, площадь поперечного сечения на выпуске второй граничной трубы 32 для газа может дополнительно быть сделана меньше, чем площадь поперечного сечения внутри второй граничной трубы 32 для газа, в частности, площадь поперечного сечения выпуска, образованного концевым участком отделяющей трубы 40 и сходящимся участком 33, может быть выполнена меньшей, чем площадь поперечного сечения внутренней части второй граничной трубы 32 для газа, если принять такую конструкционную схему, выпуск второй граничной трубы 32 для газа меньше, чем ее внутренний размер, таким образом, на внутренней стенке второй граничной трубы для газа образуется граничная пленка с высокой скоростью потока, эта граничная пленка обеспечивает лучшую защиту выпускного конца топливной трубы 30.

Обращаясь теперь к фиг.3, здесь приводится схема сопла горелки, предлагаемого вторым вариантом осуществления настоящего изобретения.

Разница между соплом горелки, предлагаемым настоящим вариантом осуществления, и соплом горелки из указанного выше варианта осуществления заключается в том, что на выпуске отделяющей трубы 40 предусмотрено демпфирующее поток кольцо 41, причем демпфирующее поток кольцо 41 соединяется с наружной стенкой отделяющей трубы 40 и выступает ко второй граничной трубе 32 для газа.

Настоящий вариант осуществления предлагает сопло горелки, и поскольку на наружной стенке выпуска отделяющей трубы 40 предусмотрено демпфирующее поток кольцо 41, демпфирующее поток кольцо 41 обеспечивает воздействие ограничения и изменения направления потока газа, поддерживающего горение, во второй граничной трубе 32 для газа, который может образовывать граничную пленку с высокой скоростью потока на внутренней стенке трубы 30 для газа, поддерживающего горение, обеспечивая, таким образом, лучшую защиту выпускного конца топливной трубы 30.

В дополнение, как показано на фиг.1 и фиг.2, в соплах горелок, предлагаемых во всех указанных выше вариантах осуществления, предусмотрен выступ 21 на наружной стенке топливной трубы 20, смежно выпускному концу, в частности, выступ 21 может представлять собой выступ 21 по окружности вдоль наружной стенки топливной трубы 20, сечение выступа 21 представляет собой треугольник с плавным переходом, что гарантирует достаточное перемешивание топлива и газа, поддерживающего горение, в трубе 30 для газа, поддерживающего горение, и является полезным для достаточного сгорания топлива.

Необходимо отметить, что сопло горелки, предлагаемое указанным выше вариантом осуществления, подает газ, поддерживающий горение, в первую трубу 31 для газа, поддерживающего горение, и во вторую граничную трубу 32 для газа в одно и то же время, или может подавать газ, поддерживающий горение, в первую трубу 31 для газа, поддерживающего горение, и подавать во вторую граничную трубу 32 для газа другой газ, такой как пар, с образованием граничной пленки.

Вариант осуществления настоящего изобретения дополнительно предлагает угольный газогенератор, который содержит сопло горелки, предлагаемое любым из вариантов осуществления настоящего изобретения, которое может предотвратить износ трубы для газа, поддерживающего горение, под действием струи топлива из топливной трубы, таким образом, чтобы увеличить срок службы сопла.

Наконец, необходимо отметить, что указанные выше варианты осуществления приводятся только для описания технических решений настоящего изобретения, но не предназначены для ограничения настоящего изобретения. Специалистам в данной области техники следует понимать, что хотя настоящее изобретение описывается подробно со ссылками на рассмотренные выше варианты осуществления, могут быть осуществлены модификации технических решений, описанных в рассмотренных выше вариантах осуществления, или могут осуществляться эквивалентные замены некоторых технических деталей в технических решениях, постольку такие модификации или замены не вызывают отклонения сущности соответствующих технических решений за пределы объема настоящего изобретения.

Изобретение относится к соплу горелки и угольному газогенератору, содержащему сопло горелки. Сопло горелки содержит корпус сопла. Топливная труба и труба для газа, поддерживающего горение, предусмотрены в корпусе сопла. Труба для газа, поддерживающего горение, расположена вокруг наружной части топливной трубы. Выпускной конец трубы для газа, поддерживающего горение, продолжается дальше, чем выпускной конец топливной трубы. В трубе для газа, поддерживающего горение, предусмотрена отделяющая труба, которая отделяет трубу для газа, поддерживающего горение, как первую трубу для газа, поддерживающего горение, и вторую граничную трубу для газа. Вторая граничная труба расположена вокруг наружной части первой трубы для газа, поддерживающего горение. Выпускной конец топливной трубы продолжается дальше, чем конец отделяющей трубы. Техническим результатом является предотвращение износа конца трубы для газа, поддерживающего горение. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 3 ил.

1. Сопло горелки, содержащее корпус сопла, причем топливная труба и труба для газа, поддерживающего горение, предусмотрены в корпусе сопла, труба для газа, поддерживающего горение, расположена вокруг наружной части топливной трубы, выпускной конец трубы для газа, поддерживающего горение, продолжается дальше, чем выпускной конец топливной трубы, при этом в трубе для газа, поддерживающего горение, предусмотрена отделяющая труба, которая отделяет трубу для газа, поддерживающего горение, как первую трубу для газа, поддерживающего горение, и вторую граничную трубу для газа, причем вторая граничная труба расположена вокруг наружной части первой трубы для газа, поддерживающего горение, а выпускной конец топливной трубы продолжается дальше, чем конец отделяющей трубы.

2. Сопло горелки по п.1, в котором выпускной конец трубы для газа, поддерживающего горение, имеет сходящийся участок, при этом конец отделяющей трубы продолжается дальше, чем начальный конец сходящегося участка.

3. Сопло горелки по п.1 или 2, в котором площадь поперечного сечения на выпуске второй граничной трубы для газа меньше, чем площадь поперечного сечения внутри второй граничной трубы для газа.

4. Сопло горелки по п.1 или 2, в котором конец отделяющей трубы снабжен демпфирующим поток кольцом, соединенным с наружной стенкой отделяющей трубы и выступающим ко второй граничной трубе для газа.

5. Сопло горелки по п.4, в котором наружная стенка топливной трубы имеет выступающую структуру, выполненную смежно выпускному концу.

6. Сопло горелки по п.1 или 2, в котором вторая граничная труба для газа сообщается с паровой трубой, которая подает пар во вторую граничную трубу.

7. Угольный газогенератор, отличающийся тем, что содержит сопло горелки по любому из пп.1-6.