Способ запуска огнеструйной горелки и устройство для его осуществления Советский патент 1991 года по МПК E21B7/14 E21C37/16 

Изобретение относится к горному делу, в частности к огнеструйным горелкам, и может быть использовано в народном хозяйстве в термообработке и терморезке.горных пород или при огневом бурении мерзлых и талых грунтов.

Цель изобретения - повышение надежности запуска огнеструйной горелки.

На фиг. 1 изображена огнеструйная горелка, с помощью которой реализуется способ ее запуска; на фиг. 2 - разрез А-А на фиг. 1.

Огнеструйная горелка включает корпус 1, внутри которого расположена камера 2 сгорания с радиальными отверстиями 3. Между корпусом 1 и камерой 2 сгорания размещен промежуточный кожух 4, образующий кольцевые зазоры 5 и 6 соответственно с корпусом 1 и с камерой 2 сгорания, которые сообщены между собой через радиальные отверстия 7 в нижней части промежуточного кожуха 4. На верхнем торце корпуса 1 установлена распределительная головка 8 с каналами 9 для ввода окислителя в камеру 2 сгорания и с форсункой 10, которая соединена с магистралью 11 для подачи горючего. Сопловая крышка 12 соединена ,с корпусом 1, промежуточным кожухом 4 и камерой 2 сгорания и имеет осевое отверстие 13 в виде сопла Лаваля с расширяющейся выходной частью 14. Магистраль 15 для подачи окислителя в камеру 2 сгорания сообщена с кольцевым зазором 5 через каналы 9, который через каналы 16 в сопловой крышке 12 сообщен с аккумулирующей полостью 17 и с осе- вым отверстием 13 в сопловой крышке 12. Выходные отверстия 18 каналов 16 расположены в расширяющейся выходной части 14 осевого отверстия 13. Продольные оси симметрии каналов 16, соединяющих полость 17 с соплом Лаваля, и продольная ось симмет- рии последнего расположены под углом, вершина которого смещена в направлении к критическому сечению 19 соплач Лаваля.

5

0

о 5 0

Сущность способа запуска огнеструйной горелки поясняется на примере ее работы.

Огнеструйная горелка работает следующим образом.

По магистрали 11 через вентиль (не показан) подается горючее, которое при открывании вентиля разбрызгивается форсункой 10 внутри камеры 2 сгорания.

Одновременно с подачей горючего по магистрали 15 через каналы 9, кольцевой зазор 5, отверстия 7 в промежуточном кожухе 4 и отверстия 3 камеры 2 сгорания в полость последней через вентиль (не показан) подается окислитель, например сжатый воздух. Образовавшаяся в камере 2 сгорания горючая смесь через сопло Лаваля в сопловой крышке 12 выбрасывается наружу и поджигается. Затем поворотом топливного и воздушного вентилей снижают подачу окислителя и тем самым втягивают пламя в камеру 2 сгорания, после этого, плавно увеличивая подачу горючего и окислителя, выводят горелку на рабочий режим.

При запуске осуществляется принудительная дополнительная подача окислителя в камеру 2 сгорания через сопловой аппарат, обусловленная наличием в сопловой крышке 12 пневмосвязанных между собой отверстий 18, каналов 16 с выходными отверстиями 18 и аккумулирующей полости 17.

При этом открытие воздушного вентиля в магистрали 15 обусловит нагнетание воздуха не только в камеру 2 сгорания, но и по каналам .16 в сопловой крышке 12 в аккумулирующую полость 17. Перекрытия воздушного вентиля в магистрали 15, являющиеся атрибутом запуска, связанные с ними приостановки выбросов наружу горючей смеси через сопло Лаваля, являются инициатором того, что в такие моменты аккумулирующая полость 17, разряжаясь, выбрасывает окислитель в камеру 2 сгорания через осевое отверстие 13, при этом создается противоток воздуха струе горючей смеси в сопловом аппарате, способствующий

уменьшению скорости движения смеси, а значит более легкому проникновению пламени в горелку.

Противоток окислителя в сопловом аппарате в начальный период запуска поддерживает горение в камере 2 сгорания, облегчая тем самым вывод горелки на рабочий режим, позволяет значительно ускорить запуск горелок, повысить его надежность и сдения с радиальными отверстиями, промежуточный кожух, образующий кольцевые зазоры с корпусом и камерой сгорания, которые сообщены между собой через радиальные отверстия в нижней части промежуточного кожуха, распределительную головку с каналами для ввода окислителя в камеру сгорания, в которой установлена соединенная с магистралью для подачи горючего форсунка, соединенную с корпусом,

но экономичным.

лать запуск втягиванием факела максималь- ТО промежуточным кожухом и камерой сгорания сопловую крышку с осевым отверстием в виде сопла Лаваля с расширяющейся выходной частью и магистраль для подачи окислителя в камеру сгорания, которая сообщена с кольцевым зазором между корпусом и промежуточным кожухом, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности ее запуска, сопловая крышка выполнена с аккумулирующей полостью, которая посредством каналов, выполненных в сопловой крышке, сообщена с кольцевым зазором между корпусом и промежуточным кожухом и с осевым отверстием в сопловой крышке, при этом выходные отверстия каналов, соединяющих аккумулирующую полость с соплом Лаваля, расположены в расширяющейся выходной части сопла Лаваля, причем продольные оси симметрии каналов, соединяющих аккумулирующую полость с соплом Лаваля, и продольная ось симметрии сопла Лаваля распоФормула изобретения

1. Способ запуска огнеструйной горелки, согласно которому подают в камеру сгорания горючее и окислитель, а образовавшуюся в камере сгорания топливную смесь воспламеняют на выходе из соплового аппарата огнеструйной горелки, затем втягивают пламя внутрь камеры сгорания путем умень- 20 шения подачи окислителя в камеру сгорания и после затягивания пламени в камеру сгорания выводят огнеструйную горелку на рабочий режим путем плавного увеличения подачи горючего и окислителя, отличающийся тем, что, с целью повышения его надежности, при втягивании пламени внутрь камеры сгорания осуществляют дополнительную подачу окислителя в камеру сгорания через сопловой аппарат огнеструйной горелки.

25

2. Устройство для запуска огнеструйной зо ложены под углом, вершина которого сме- горелки, включающее корпус, внутри которо-щена в направлении к критическому сечего коаксиально расположена камера сгора-нию сопла Лаваля.

ния с радиальными отверстиями, промежуточный кожух, образующий кольцевые зазоры с корпусом и камерой сгорания, которые сообщены между собой через радиальные отверстия в нижней части промежуточного кожуха, распределительную головку с каналами для ввода окислителя в камеру сгорания, в которой установлена соединенная с магистралью для подачи горючего форсунка, соединенную с корпусом,

Изобретение относится к горному оборудованию, в частности к огнеструйным горелкам (ОСГ) и м. б. использовано в термообработке и терморезке горных пород или при огневом бурении мерзлых и талых грунтов. Цель - повышение надежности запуска. ОСГ включает корпус (К) 1, внутри которого расположена камера сгорания (СК) 2 с радиальными отверстиями 3. Между К 1 и КС 2 размещен промежуточный кожух 4, образующий кольцевые зазоры 5, 6,

А-А