Горелка для работы в автоматическом режиме Советский патент 1993 года по МПК F23D11/14 

Изобретение относится к устройствам., предназначенным для работы в автоматическом режиме, применяется в промышленных печах.

Сущность изобретения заключается в электрическом изолировании корпуса горелки вместе со штуцером подвода воздуха, штуцером подачи горючего, воздушной ка- мерой и камерой сгорания, переходящей в выходное отверстие продуктов сгорания, от цилиндрического элемента, соосно установленного в корпусе1 горелки при помощи электрического изолятора, расположенного в ее задней холодной части. К этому центрально расположенному элементу присоединен электрический зажим, выведенный наружу корпуса горелки через проходной изолятор. Зажим соединяется со схемами питания, регулирования и управления.

В первом варианте горелки цилиндрический элемент, соосно расположенный в ее корпусе, представляет собой топливную камеру, переходящую в сопло горелки, окан- чивающеесяцилиндрическим наконечником. Длина цилиндрического наконечника подобрана таким образом, что ее выход находится в пламени горелки, образуя ионизирующий электрод. На сопле горелки находится завихритель горючей смеси,.расположенный перед и за радиаль- но расположенными каналами выхода топлива. По внутреннему диаметру камеры сгорания в ее передней части выполнена острая кромка, расположенная напротив острой кромки, расположенной по периметру сопла горелки, образующая периметрическую искровую щель.

Во втором варианте горелки топливную камеру образует пространство между цилиндрическим элементом, соосно установленным в цилиндре с большим диаметром. Сужающаяся конусообразно топливная камера и таким же образом расширяющийся наконечник центрального элемента образуют у выхода периметрическое щелевое сопло горелки. Длина центрального элемента подобрана.таким образом, чтобы его конец вместе с профильным наконечником находился в пламени горелки. Завихритель смеси находится на внутренней стене воздушной камеры напротив радиально расположенных топливных каналов сопла горелки.s

В третьем варианте горелки воздушная камера соединяется с воздушным трубопроводом, внутри которого соосно расположен цилиндрический элемент, одновременно выполняющий роль газо- и электропровода.

Цилиндрический элемент в нескольких местах по своей длине посредством изоляторов, предпочтительно в виде керамических валиков, расположенных по периметру в осевом или радиальном направлении, опирается на воздухопроводе. Воздухопровод

оканчивается конусно-кольцевой смесительной камерой, на выходе соединяющейся с камерой сгорания, в которой находится выход цилиндрического элемента, оканчивающегося соплом горелки с наконечником.

Соединение изолированного центрального элемента с высоковольтной схемой питания, напряжением ионизации для обнаружения пламени и со схемой управления исполнительными элементами подачи

газа и воздуха позволяет в автоматическом режиме выполнять зажигание, обнаружение пламени и контролировать пламя, а также качество горения топливной смеси.

В горелках большой тепловой мощности правильное распределение топлива достигаетсяпутем применения периметрического сопла горелки, как в случае второго варианта горелки.

Предлагаемый третий вариант позволяет строить горелки очень большой длины, которые могут работать при очень высокой температуре среды, поскольку электрическое соединение целей зажигания и контроля находится в безопасной зоне, удаленной

от источника тепла.

Благодаря отделению воздуха для горения от газа по всей длине горелки, так как их смешивание происходит лишь в камере сгорания, и дополнительно .охлаждению

корпуса горелки протекающим воздухом, возможным стало сконструирование зажи- гателей с повышенной тепловой мощностью, необходимых, в частности, для зажигания больших выпусков газа в факелах

и выпускных устройствах газа.

Дополнительными достоинствами предлагаемой горелки является возможность создания ее удлиненной части в виде нескольких конструктивных модулей и простота монтажа на промышленной установке.

Предлагаемые горелки отличаются простотой конструкции и отвечают требованиям к горелкам, предназначенным для

работы в автоматическом режиме.

На фиг. 1 схематически изображен продольный разрез горелки согласно первому варианту, на фиг. 2 представлен продольный разрез горелки согласно второму варианту, а на фиг. 3 представлен продольный разрез горелки согласно третьему варианту, предназначенной для зажигания.

Горелка согласно первому варианту состоит из корпуса 1 со штуцерами 2 подвода

воздуха и 3 подвода топлива, образующего

во щушную камеру 4 и камеру сгорания 5. пе заходящую в выходную камеру горючих га: рв.

Внутри корпуса 1 соосно расположен ципиндрический элемент 6, образующий то сливную камеру 7, переходящую в сопло 8 -орелки, оканчивающееся цилиндрическим наконечником 9.

В задней части корпуса 1 выполнено гнездо для фасонного изолятора 10, кото- рь и вместе с топливной камерой 7 и соплом 8 г эрелки отделяют газовое пространство от пространства для горения. Фасонный изо- ля гор 10 плотно прижат разъемным штуце- ро|и 3 подвода топлива к корпусу 1 и к то 1/швной камере 7.

К топливной камере 7 присоединен эл ктрический зажим 11, выведенный наружу через проходной изолятор 12 и свечу, со единенный со схемой 13 питания, регули- розанияи управления.

: На сопле 8 горелки установлен завихрите ib 14 воздушно-топливной смеси. Перед за ихрителем 14 и после него в сопле 8 го юлки выполнены радиально расположен- нье выходные каналы 15 и 16 топлива, а в ципиндрическом наконечнике 9 сопла 8 находится канал 17 топлива.

На внутреннем периметре камеры сго- ра;ния 5 выполнена острая кромка 18, распо- ложенная напротив острой кромки 19, на кодящейся на периметре сопла 8 горелки, об азующие вместе периметрическому иск- розую щель.

Горелка согласно второму варианту со- стоит из корпуса 1 со штуцерами 2 подвода вощуха и 3 подвода топлива, образующего воздушную камеру 4 и камеру сгорания 5, пере содящую в выходную камеру горючих газов.

Внутри корпуса 1 соосно умещен ци- ли;-|дрический элемент 6. Топливной камерой 7 является пространство между цилиндрическим элементом 6, соосно рас- по юженным в цилиндре с большим диаметром. Конусообразно сужающаяся то мшаная камера 7 и конусообразно расширяющийся наконечник 9 элемента 6 обрадуют на выходе периметрическо-щелевое сопло 8 горелки.

В задней части корпуса 1 выполнено гнездо для хранения фасонного изолятора ТО; к которому прикреплен элемент 6 пери- мёгрическо-щелевого сопла 8. На наконеч- HVKQ 9 элемента 6 сформированы ионизирующие сегменты.

Фасонный изолятор 10 герметически прикреплен к задней крышке 20 корпуса 1 го елки.

К элементу 6 присоединен электрический зажим 11, выведенный наружу корпуса

5

0

5

0

5

0

.0

5

5

1 через проходной изолятор 12, соединенный со схемой 13 питания, регулирования и управления.

На внутренней стенке воздушной камеры 4 установлен завихритель 14, расположенный напротив топливных каналов 15 радиально расположенных в сопле 8 горелки.

Горелка согласно третьему варианту состоит из корпуса 1 со штуцерами 2 подвода воздуха и 3 подвода топлива, воздушной камеры 4, переходящей в воздухопровод 21, оканчивающийся конусно-кольцевой смесительной камерой 22, соединяющей своим выходом с камерой сгорания 5.

Внутри корпуса 1 соосно установлен цилиндрический элемент 6, одновременно выполняющий роль газо- и электропровода. Элемент 6 оканчивается соплом 8 горелки. В задней части корпуса 1 находится фасонный изолятор 10, электрически изолирующий корпус 1 от цилиндрического элемента 6.

К элементу 6 присоединен электрический зажим 11, выведенный наружу корпуса 1 через проходной изолятор 12, соединенный со схемой 13 питания, регулирования и управления.

Выход элемента 6, который представляет собой сопло 8 горелки с наконечником 9 обнаружения пламени, находится в камере сгорания 5.

На сопле 8 горелки установлены завихритель 14 воздушно-топливной смеси. Перед завихрителем 14 и после него в сопле 8 горелки выполнены радиально расположенные выходные каналы 15 и 16 топлива, а в цилиндрическом наконечнике сопла 8 находится топливный канал 17.

На внутреннем периметре камеры сгорания 5 выполнена острая кромка 18, расположенная напротив острой кромки 19, находящейся на периметре сопла 8 горелки, образующие вместе периметрическую искровую щель.

Цилиндрический элемент 6 в нескольких местах по своей длине посредством изоляторов 23 опирается на воздухопроводе 21. Изоляторы 23 в виде валиков могут располагаться как в осевом, так и радиальном направлении.

Воздух в камеру 4 подается через штуцер 2, а топливо в камеру 7 - через штуцер 3. По радиальным каналом 15 и 16 и через сопло 8 горелки поступает топливо, которое смешиваясь с завихренным при помощи за- вихрителя 14 воздухом создает горючую смесь. Воспламенение смеси происходит за счет подвода на элемент 6 через свечу 12 и зажим 11 высокого напряжения, источником которого является схема питания 13. Искра, проскакивающая между острыми кромками 18 и 19 - в случае первого и третьего вариантов, и между центральным элементом б и наконечником 9 сопла 8 горелки - в случае второго варианта, вызывает воспламенение топливной смеси. Горящая топ- ливная смесь возбуждает в цепи обнаружения пламени и контроля пламени соответствующие электрические сигналы, используемые схемой 13 для автоматического регулирования качеством горения и работой горелки.

Формула изобретения 1. Горелка для работы в автоматическом режиме, содержащая заземленный корпус со штуцерами для подвода топлива и воздуха, переходящий в камеру сгорания с отверстием для выхода продуктов сгорания, и установленную по оси корпуса цилиндрическую топливную камеру, снабженную на выходе коническим соплом и образующую с корпусом кольцевую воздушную камеру с завихрителем, установленный в задней части корпуса фигурный электроизолятор, электрический зажим, .прикрепленный к стенке топливной камеры и выведенный за пределы корпуса для соединения с системой питания, отличающаяся тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения возможности эксплуатации, электрический зажим выведен за пределы корпуса герметически через дополнительно установленный в последнем пропускной изолятор и дополнительно соединен с системой электрического управления и регулироваи

ния, корпус со штуцерами и камерой сгорания при помощи упомянутого фигурного электроизолятора электрически изолированы от цилиндрической топливной камеры, 5 коническое сопло которой выполнено с последней заодно, как ее продолжение, и снабжено на выходе цилиндрическим наконечником, заведенным в зону сгорания.

2. Горелка по п. 1,отличающаяся 10 тем, что цилиндрическая топливная камера с соплом и наконечником выполнены в виде ионизационного электрода, снаружи сопла и на внутренней поверхности корпуса выполнены периметральные ответные острые 15 кромки, образующие между собой кольцевую искровую щель, а упомянутый завихри- тель установлен на сопле.

3. Горелка поп. 1,отличающаяся тем, что топливная камера выполнена в виде

20 -кольцевой полости, обрамленной внешней и внутренней стенками, последняя из которых выполнена с расширяющимся конусным наконечником, образующим конусообразное сужение сопла, а во внеш25 ней стенке топливной камеры в зоне последнего выполнены радиальные топливные каналы, против которых на внутренней поверхности корпуса расположен упомянутый завихритель.

30 4. Горелка по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ а- я с я тем, что в воздушной камере по длине корпуса в нескольких местах дополнительно установлены опорные валики, контактирующие со стенкой топливной камерой и 35 выполненные из электроизоляционной керамики.

Использование: горелка предназначена рля работы в автоматическом режиме в про- ышленных печах, а также для автоматического зажигания больших источников газа, Например в горелках промышленных печей, Устройств выпуска газа, установках утилизации и других. Сущность изобретения; корК 2 9 пус 1 горелки вместе, со штуцеров 2 подвода воздуха, штуцером 3 подвода топлива, воздушной камерой 4 п камерой сгорания 5, переходящей в выходное отверстие продуктов сгорания, злзктрическн изолирован при помощи фигурного изолятора 10 от цилиндрического элемента 6, ссосью расположенного внутри корпуса 1 горелки. Изолятор 10 укреплен в задней холодной части горелки. К цилиндрическому элементу 6 прикреплен электрический зажим 11, выведенный наружу корпуса 1 через пропускной изолятор 12 и соединенный со схемой 13 питания, регулирования и электрического управления. Горящая топливо-воздушная смесь з целях обнаружения и контроля пламени возбуждает соответствующие электрические сигналы, которые схемой 13 используются для целей автоматического регулирования качества горения и управления работой горелки. 3 з.п.ф-лы, 3 ,лп, fgcxzja GO

12

.Щ L

78