Горелка Советский патент 1992 года по МПК F23D14/02 

. фие.1

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для сжигания топлива в тепловых агрегатах различного назначения.

Известно устройство для одновремен- ного сжигания газообразного, жидкого и пылевидного топлива, содержащее соосно размещенные воздушное сопло и жаровую трубу, в которых выполнены отверстия, при этом за счет разницы давления неполно- стью сгоревшая смесь топлива и воздуха возвращается к жаровой трубе и смешивается с первично поданной смесью топлива и воздуха.

Недостатком устройства является невы- сокая эффективность, связанная с ограниченной возможностью рециркуляции продуктов неполного сгорания в корень факела.

Наиболее близким техническим реше- нием является жидкотопливная горелка, содержащая корпус с топливораздающим узлом, примыкающее к корпусу сопло, внутри которого размещена обечайка.

Недостатком указанного устройства является невозможность повышения эффективности сжигания топлива за счет регулирования процесса смешения топлива с воздухом и рециркулирующими продуктами сгорания.

Цель изобретения - повышение эффективности в работе.

Поставленная цель в горелке, содержащей корпус с топливораздающим узлом, примыкающее к корпусу сопло, внутри кото- рого размещена рециркуляционная вставка, достигается установкой в выходном участке корпуса коаксиально подвижного в продольном направлении насадка, выполненного из последовательно расположен- ных по ходу потока полого цилиндра и полого усеченного конуса, причем вставка установлена с торцовым зазором относительно торца корпуса и выполнена с диаметром, равным диаметру корпуса, а длина полого цилиндра не менее ширины этого зазора.

На фиг. 1 схематически представлена горелка, продольный разрез; на фиг. 2 - насадок, положение при котором обеспечи- вается рециркуляция продуктов сгорания; на фиг. 3 - то же, при котором торцовый зазор между корпусом и рециркуляционной вставкой перекрыт; на фиг. 4 - то же, при котором часть воздуха направляется в коль- цевой зазор между соплом и рециркуляционной вставкой.

Горелка содержит воздухоподающий корпус 1 с выходным соплом 2, внутри которого установлена рециркуляционная ВСТЭЕИ

ка 3, и соосно размещенную в корпусе 1 топливную трубу 4. В выходном участке 5 корпуса 1 коаксиально установлен подвижный в продольном направлении насадок 6, выполненный в виде последовательно расположенных по ходу потока полого цилиндра 7 и полого усеченного конуса 8, причем рециркуляционная вставка 3 установлена с торцовым зазором 9 относительно торца 10 корпуса 1 и выполнена с диаметром, равным диаметру корпуса 1, а длина полого цилиндра 7 - не менее ширины этого зазора 9.

Горелка работает следующим образом.

Воздух на горение подводится по корпусу 1, а топливо - через топливную трубу 2, внутри рециркуляционной вставки 3 они смешиваются и образованная смесь на выходе из горелки воспламеняется и сгорает.

При установке полого усеченного конуса насадка 6 напротив торцового зазора 9 между тором 10 корпуса 1 и вставкой 3 (фиг. 2) воздушный поток направляется внутрь вставки 3. При этом благодаря пережиму входного сечения вставки 3 полым усеченным конусом 8 насадка б на входе в вставку 3 скорость воздуха увеличивается и в районе торцового зазора 9 между торцом 10 корпуса 1 и вставкой 3 создается зона пониженного давления, куда по кольцевому каналу между соплом 2 и вставкой 3 направляются продукты сгорания из приго- релочного объема камеры горения.

Рециркулирующие продукты сгорания с одной стороны подогревают корень факела, улучшая его стабилизацию, а с другой стороны балансирует факел, уменьшая концентрацию кислорода. В результате этого интенсифицируется процесс горения топлива и сокращается время горения и концентрация кислорода, что снижает генерацию окислов азота.

При установке полого цилиндра 7 подвижного насадка 6 напротив торцового зазора 9 (фиг. 3) течение продуктов сгорания в кольцевом канале между соплом 2 и вставкой 3 прекращается и горелка работает в обычном режиме без рециркуляции продуктов сгорания.

Двухступенчатый режим сжигания топлива обеспечивается при установке насадка 6 по схеме, показанной на фиг. 4.

В этом случае в результате увеличения сопротивления входной части вставки 3 за счет полого усеченного конуса 8 насадка 6 часть воздуха направляется в кольцевой какал между соплом 2 и вставкой 3.

Смешение и воспламенение топливо- воздушной смеси на выходе из вставки 3

происходит при недостатке воздуха. Продукты неполного сгорания догорают при попадании за пределами горелки в объем воздуха, поступающего по каналу между соплом 2 и вставкой 3.

Это удлиняет факел, снижает температурный уровень, что также способствует уменьшению образования окислов азота.

Таким образом, изменяя положение насадка по торцовому зазору 9 между торцом 10 корпуса 1 и вставкой 3, можно в широком диапазоне изменять сжигание топлива и тем самым повысить эффективность работы горелки.

0

5

Формула изобретения Горелка, содержащая воздухоподающий корпус с выходным соплом, внутри которого установлена рециркуляционная вставка, и со- осно размещенную в корпусе топливную трубу, отличающаяся тем, что, с целью повышения эффективности работы, в выходном участке корпуса коаксиально установлен подвижный в продольном направлении насадок, выполненный в виде последовательно расположенных по ходу потока полого цилиндра и полого усеченного конуса, причем рециркуляционная вставка установлена с торцовым зазором относительно торца корпуса и выполнена с диаметром, равным диаметру корпуса, а длина полого цилиндра - не менее ширины этого зазора.

Использование: сжигание топлива в тепловых агрегатах различного назначения с повышением эффективности работы. Сущность изобретения: горелка содержит корпус 1 с топливной трубкой 4 и выходным соплом 2. В сопле 2 соосно с торцовым зазором 9 относительно торца 10 корпуса 1 установлена рециркуляционная вставка 3. В выходном участке 5 корпуса 1 коаксиально установлен подвижный в продольном направлении насадок 6, выполненный из последовательно расположенных по ходу потока полого цилиндра 7 и полого усеченного конуса 8. Рециркуляционная вставка 3 выполнена с диаметром, равным диаметру корпуса 1, а длина полого цилиндра 7 - не менее ширины зазора 9 между торцом 10 корпуса 1 и вставкой 3. 4 ил. сл С

фиг. 2

фиг.З

фигЛ