Горелка для сжигания жидкого топлива Советский патент 1992 года по МПК F23D7/00 

Изобретение относится к топливо-сжи- гающим устройствам и может быть использовано в относительных и энергетических котельных установках для обогрева зданий, автомобилей, для разогрева асфальтовых покрытий при ремонте дорог и других установках.

Известны горелки для сжигания жидкого топлива, содержащие напорный воздуховод, трубку для подачи топлива, конец которой установлен по оси напорного воздуховода, стабилизатор-отражатель для поворота топливо-воздушной смеси на 180 и камеру сгорания, причем напорный воздуховод введен в камеру сгорания.

Однако в таких горелках очень низка турболизация потока, вследствие чего происходит неполное сжигание топлива, что приводит к снижению эффективности таких горелок.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату к заявляемой является горелка для сжигания жидкого. топлива, содержащая корпус с воздуховодом, снабженным на входе топливоподводящим насадком, имеющим на выходе отогнутый участок и профилированный стабилизатор-отражатель, укрепленный в корпусе посредством кронштейнов.

Недостаток работы такой горелки заключается в ее малой эффективности из-за низкой турбулизации потока, что приводит к неполному сжиганию топлива.

Цель изобретения - повышение эффективности сжигания топлива путем обеспечения турбулизации потока.

Указанная цель достигается тем, что горелка для сжигания жидкого топлива, содержащая корпус с воздуховодом, снабженным на входе топливоподводящим насадком, имеющим на выходе отогнутый участок и профилированный стабилизатор- отражатель, укрепленный в корпусе посредством кронштейнов, снабжена двумя завихрителями, один из которых укреплен внутри воздуховода в зоне расположения насадка, а другой в катализаторе-отражателе, причем внутренние поверхности стабилизатора-отражателя и торцевой стенки корпуса имеют s продольном сечении форму логарифмической спирали, кронштейны выполнены в виде направляющих лопаток, установленных с наклоном к продольной оси горелки, а отогнутый участок наклонен под острым углом к стенке воздуховода, при этом завихритель, размещенный в стабилизаторе-отражателе, выполнен лопаточными имеет сквозной радиальный паз, а его наружная поверхность идентична внутренней поверхности стабилизатора-отражателя, на

внутренней поверхности стабилизатора-отражателя выполнены проточки, расположенные с наклоном к его продольной оси, причем проточки завихрителя имеют полусферическую форму в поперечном сечении, при этом стабилизатор-отражатель выполнен из керамического огнеупорного материала, армированного углеродными волокнами, причем горелка снабжена элек0 трической спиралью, установленной на отогнутом участке.

На фиг. 1 изображена предлагаемая горелка, продольный разрез; на фиг. 2 - стабилизатор-отражатель, продольный разрез;

5 на фиг. 3 - завихритель, который устанавливается в стабилизаторе-отражателе, продольный разрез; на фиг. 4 - вид А.тА фиг. 3; на фиг. 5 - лопатка зэвихрителя, поперечное сечение; на фиг. 6 - ввод топливоподводя0 щего насадка в воздуховод; на фиг. 7 - вид Б-Б фиг. 6; на фиг. 8 - начальная часть воздуховода с закрепленными на его внутренней поверхности лопатками завихрителя, продольный разрез; на фиг. 9 5 стабилизатор-отражатель, в котором выполнены проточки завихрителя, продольный разрез; на фиг. 10 - проточки завихрителя стабилизатора-отражателя, поперечное сечение.

0 Горелка для сжигания жидкого топлива содержит установленный в корпусе воздуховод 1, топ л и во подводя щи и насадок 2, имеющий на выходе отогнутый участок,наклоненный под острым углом к стенке воз5 духовода 1 (см. фиг, 6 и 7). Начальная часть воздуховода 1 снабжена завихрителем, выполненным в виде направляющихлопатокЗ, закрепленных на его внутренней поверхности под углом к его продольной оси в зоне

0 расположения топливоподводящего насадка 2. Стабилизатор-отражатель 4, часть внутренней поверхности 5 которого выполнена в виде части логарифмической спирали, снабжен завихрителем 6 (см. фиг. 3 и 4),

5 наружная поверхность 7 которого выполнена в виде части логарифмической спирали, идентичной внутренней поверхности 5 стабилизатора-отражателя 4. Внутренняя поверхность завихрителя 6 снабжена

0 лопатками 8, закрепленными под углом к продольной оси завихрителя 6, при этом завихритель 6 выполнен разрезным, сквозной паз разреза 9 которого выполнен криво- линейным (см. фиг. 4). Лопатки 8

5 завихрителя 6 выполнены в поперечном сечении прямоугольными (фиг. 3 и 4). Лопатки 8 завихрителя могут быть выполнены криволинейными в поперечном сечении (см. фиг. 5). Предусмотрено выполнение завихрителя а виде проточек 10, выполненных в стабилизаторе-отражателе 4 с наклоном к его продольной оси, при этом проточки 10 имеют полусферическую форму в поперечном сечении (см, фиг. 10). Стабилизатор-отражатель 4 может быть изготовлен из керамического огнеупорного материала, армированного углеродными волокнами, Камера сгорания 11 горелки включает торцевую часть 12, цилиндрическую часть 13 и выходную часть 14. Внутренняя поверхность 15 торцевой части 12 корпуса камеры сгорания 11 выполнена в виде части логарифмической спирали. Выходная часть 14 камеры сгорания 11 выполнена сужающейся, при этом стабилизатор-отражатель 4 установлен в камере сгорания 11 посредством кронштейнов, выполненных в виде направляющих лопаток 16, установленных с накло- ном к продольной оси горелки. Стабилизатор-отражатель 4 закреплен в направляющих лопатках 16 посредством разрезного упругого кольца 17. Топливопроводящий насадок 2 снабжен вентелем 18 для регулирования подачи топлива. В цилиндрической части 13 камеры сгорания 11 выполнено окно 19 для введения факела. Поверхность 5 стабилизатора- отражателя 4 выполнена в виде части логарифмической спирали, радиус которой в любой точке этой спирали определяется по формуле, w

RHVr

где Ro- начальный радиус (начала) логарифмической спирали, мм;

I - основание натурального логарифма; -угил, рад;

k - коэффициент, зависящий от свойств сжигаемых газов.

Аналогично этому выполняется поверхность 15 торцевой части 12 корпуса камеры сгорания 11. Отогнутый участок топливоп- розодящего насадка 2, находящийся в воздуховоде 1, снабжен электрической спиралью 20.

Горелка для сжигания жидкого топлива работает следующим образом.

Открывают вентиль 18 итопливо по топ- ливопроводному насадку 2 подается в воздуховод 1, где распыляется и смешивается с воздухом, подаваемым в торец (начало) воздуховода 1, Благодаря наличию направляющих лопаток 3 завихрителя, закреплен- ных на внутренней поверхности воздуховода 1 обеспечивается закрутка топлива в воздуховоде 1, которая обеспечивает дополнительное дробление и испарение капель топлива, что улучшает качество смеси. Затем включают электрическую спи- раль20 и смесь воспламеняется. Пламя подхватывается потоком воздуха и выносится в

камеру сгорания 11. Ударяясь о стабилизатор-отражатель 4, поток горящей топливо- воздушной смеси поворачивается на 180. Наличие завихрителя 6 в стабилизаторе-отражателе 4 (или наличие проточек 10 в нем) обеспечивает дополнительное перемешивание горячей топливо-воздушной смеси и тем самым обеспечивается более эффективное сжигание топлива. Выполнение внутреннейповерхности5

стабилизатора-отражателя 4 и внутренней поверхности 15 торцевой части 12 корпуса камеры сгорания 11 в виде части логарифмической спирали позволяет потоку горячей

топливо-воздушной смеси поворачиваться на 180° с наименьшим сопротивлением. Небольшое сужение камеры сгорания 11 на ее выходной части 14 способствует более полному сжиганию топлива в камере сгорания

11. Горячие газы на выходе из камеры сгорания 11 соприкасаются с направляющими лопатками 16 кронштейна и получают дополнительное завихрение (турбулизацию) потока. Вихревое течение приводит к выравнивзнию температурного поля на выходе из горелки и его более интенсивному теплообмену с нагреваемыми телами.

Таким образом, предлагаемая горелка позволяет повысить эффективность сжигания топлива за счет обеспечения турбулиза- ции потока.

Формула изобретения 1. Горелка для сжигания жидкого топлива, содержащая корпус с воздуховодом,

снабженным на входе боковым топливопод- водящим насадком, имеющим на выходе отогнутый участок, и профилированный стабилизатор-отражатель, укрепленный в корпусе посредством кронштейнов, о т л и ч аю щ а я с я тем, что, с целью повышения эффективности процесса сжигания топлива путем обеспечения турбулизации потока, она снабжена двумя завихрителями, один из которых укреплен внутри воздуховода в

зоне расположения насадка, а другой - в стабилизаторе-отражателе, причем внутренние поверхности стабилиззтора-отра- жателя и торцевой корпуса имеют в продольном сечении форму логарифмической спирали, кронштейны выполнены в виде направляющих лопаток, установленных с наклоном к продольной оси горелки, а отогнутый участок наклонен под острым углом к стенке воздуховода.

2. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что завихрил ель, размещенный в стабилизаторе-отражателе, выполнен лопаточным и имеет сквозной радиальный паз, а его наружная поверхность адекватна енутренней поверхности стабилизатора-отражателя.

3.Горелка по п. 1. отличающаяся тем, что на внутренней поверхности стабилизатора-отражателя выполнены проточки, расположенные с наклоном к его продольной оси.

4.Горелка по п. 3, отличающаяся тем, что проточки завихрителя имеют полусферическую форму в поперечном сечении.

5.Горелка по п. 4, отличающаяся тем, что стабилизатор-отражатель выполнен из керамического огнеупорного материала, армированного углеводородными волокнами.

6.Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что она снабжена электрической спиралью, установленной на отогнутом участке.

Использование: горелочное устройство для сжигания жидкого топлива может быть использовано в отопительных и энергетических установках для обогрева зданий, автомобилей, для разогрева асфальтовых покрытий при ремонте дорог и в других установках. Сущность изобретения - повышение эффективности сжигания топлива. Для этой цели горелка снабжена двумя завихри- телями, один из которых укреплен внутри воздуховода 1 в виде направляющих лопаток 3, закрепленных под углом к продольной оси воздуховода 1 в зоне расположения подводящего насадка 2. Другой завихри- тель 6 установлен внутри стабилизатора-от1 fyjfy ражателя 4, часть внутренней поверхности 5 которого выполнена в виде части логарифмической спирали. Наружная поверхность 7 завихрителя 6 выполнена в виде части логарифмической спирали, идентичной внутренней поверхности 5 стабилизатора-отражателя 4. Внутренняя поверхность завихрителя 6 снабжена лопатками 8, закрепленными под углом к продольной оси завихрителя 6, при этом заверитель 6 выполнен разрезным. Предусмотрено выполнение завихрителя стабилизатора-отражателя 4 в виде проточек 10 на его внутренней поверхности, расположенных с наклоном к его продольной оси. Внутренняя поверхность 15 торцевой части 12 камеры сжигания 11 выполнена в виде части логарифмической спирали. Стабилизатор-отражатель 4 установлен в камере сгорания 11 посредством кронштейнов, выполненных в виде направляющих лопаток 16, установленных с наклоном к продольной оси горелки. Отогнутый участок топливоподводящего насадка 2 наклонен под острым углом к стенке воздуховода t и снабжен электрической спиралью 20. Наличие двух завихрителей улучшает процесс испарения и качество смеси, что приводит к повышению эффективности сжигания топлива. 5 з.п. ф-лы, 10 ил. и // W /,Ц , ff (Л С х| О 00 00 VJ о /4

ФИГ. 2

7

ФИГ. $

ФИГ i

ФИГ. 5

(РИГ. 6

5-5

ФИГ. 7

Р#Г. 9

f

fs///ss/.

///А&Л

Аоздузс

5Л

,,

wx

ФИГ. S