Реактивная горелка для термического бурения горных пород Советский патент 1961 года по МПК E21C37/16 E21B7/14 

Применяемые буровые горелки для термического бурения горных пород, работающие на жидком топливе с газообразным окислителем, имеют неполное сгорание топлива из-за недостаточного его распыления в горелке.

В описываемой горелке, с целью повышения степени распыления жидкого топлива и улучшения смешивания его с газообразным окислителем, применены камеры испарения топлива, выполненные в виде куполообразных полостей, и камеры звучания, выполненные в виде кольцевых полостей, при прохождении через которые газообразного окислителя пр оисходит образование ультразвуковых колебаний, что обеспечивает тонкое диспергирование и интенсивное смешивание топлива с окислителем. В камерах испарения происходит испарение жидкого топлива, благодаря чему улучшается смешивание топлива с газообразным окислителем-кислородом, который, проходя по каналам внутри корпуса горелки, подогревается и тем самым повышает степень смешивания топлива и окислителя. В горелке применена также электрозапальная свеча для первоначального зажигания топливной смеси.

На фиг. 1 показана продольная буровая горелка в разрезе; на фиг. 2-разрез по А-А на фиг. 1; на фиг. 3-узел Б.

Буровая горелка для термического бурения горных пород с ультразвуковым распылением топлива включает следуюшие основные узлы: камеру / сгорания с крышкой 2, цредставляюш.ей собой днище камеры, кольцевую камеру 3, соединенную с камерой 4 звучания, камеру 5 испарения и электрозапальную свечу 6, встроенную в днище 2 камеры /.

Газообразный кислород подастся под давлением в кольцевую кислородную камеру 7, откуда он по отверстиям в днище камеры / сгорания и в ее стенках поступает в кольцевую камеру 5, из которой через

№ 138201

узкую щель S-в камеру 4 звучания, вызывая при этом ультразвуковые колебания типа свистка. В эту же камеру по каналу 9 подается топливо из камеры испарения, где оно доводится до газообразного состояния. В камере звучания под воздействием ультразвуковых колебаний и завихрений, образуемых поступающим в камеру кислородом, происходит диспергирование топлива и интенсивное перемещивание его с кислородом, усиленное путем использования кинетической энергии молекул кислорода, полученной при его подогреве. Топливная смесь затем поступает в камеру сгорания, фокусируясь в ее центре непосредственно под электродами электрозапальной свечи 6. Кислород, проходя через отверстия в стенках корпуса горелки, нагревается и производит одновременно охлаждение горелки, усиливая тем самым охлаждающее действие воды, которая омывает горелку снаружи.

Жидкое топливо (керосин) поступает в испарительную камеру 5 из кольцевой камеры 10, расположенной над кислородной камерой 7. В камеру 10 топливо подается по трубке // со штуцером 12. Полость испарительной камеры заполнена асбестовой массой для предупреждения проникновения пламени в каналы, по которым поступает топливо. В камере звучания предусмотрено устройство второй кольцевой полости 4а, расположенной под верхней камерой 4 и служащей в качестве дополнительного резонатора для обеспечения устойчивости ультразвуковых колебаний при подаче кислорода с переменным давлением.

Промышленная ценность описываемой горелки для термического бурения горных пород заключается в том, что благодаря совместному действию ультразвукового и испарительного диспергирования, подогреву газообразного окислителя и применению электровоспламенения топливной смеси происходит более полное сгорание топлива и уменьшение, в связи с этим, расхода жидкого топлива (керосина) и газообразного окислителя (кислорода).

Предмет изобретения

1.Буровая горелка для термического бурения горных пород с ультразвуковым распылением топлива, отличающаяся тем, что, с целью лучшего распыления жидкого топлива и его смешения с газообразным кислородом для полноты сжигания топлива, в ней применены камеры испарения, выполненные в виде куполообразных полостей, заполненных асбестом и обеспечивающих в них испарение жидкого топлива, и камеры звучания, выполненные в виде кольцевых полостей, вызывающих ультразвуковые колебания при прохождении через них газообразного кислорода, тонкое диспергирование и смещение топлива с кислородом.

2.Буровая горелка по п. 1, отличающаяся тем, что, с целью улучшения смесеобразования за счет использования кинетической энергии молекул разогретого газа, а также для первоначального зажигания топливной смеси, стенки корпуса камеры сгорания выполнены с каналами, через которые при прохождении кислорода происходит его предварительный подогрев, а в самой камере сгорания расположена электрозапальная свеча.

Фиг I

Отверстие для

Л. а- - г

OtnSepcinue для - подачи топлива в KOMepij Sxoda- tr.-. Япилния

звучания

кисларода

Шерстин для пвсщпления кислорода S ко мевд 151 чания

fijf I

Узел 5