ГОРЕЛКА ДЛЯ СЖИГАНИЯ УГОЛЬНОЙ ПЫЛИ Советский патент 1931 года по МПК F23D1/02 

В патенте №12743 описана горелка для сжигания угольной пыли, в которой применены винтовые каналы для подвода аэропыли, вспомогательные горелки для ее зажигания и тангенциальные щелевидные каналы для ввода дополнительного воздуха; означенная горелка, с целью повышения ее производительности и получения короткого пламени, снабжена камерой горения, расширяющейся по направлению от вводных для аэропыли отверстий к выводному для пламени.

Предлагаемое изобретение является дальнейшим усовершенствованием горелки подобного типа, в целях получения особо короткого пламени, не выходящего за пределы горелки.

На чертеже фиг. 1 изображает горелку в продольном разрезе; фиг. 2 - поперечный разрез ее по А-В на фиг. 1; фиг. 3 - вид горелки другого выполнения, в продольном разрезе; фиг. 4 - вид ее сверху; фиг. 5 - поперечный разрез по Е-F на фиг. 3; фиг. 6 - продольный разрез горелки, состоящей из нескольких легко разборных частей; фиг. 7 - поперечный разрез ее; фиг. 8 - вид горелки спереди; фиг. 9 - расположение запальной горелки при одновременном использовании двух горелок; фиг. 10 - то же, при трех горелках; фиг. 11 - продольный разрез горелки с подводом сильно нагретого вспомогательного воздуха.

На дне 2 горелки 1 из огнеупорного материала (фиг. 1 и 2) расположена вспомогательная запальная горелка 3 какой-либо известной конструкции. Горелка может работать не только с чистой угольной пылью, но также и со смесью угольной пыли с маслом или газом. Горючее подводится к горелке через канал 4, оканчивающийся в кольцевом канале 5, окружающем горелку, откуда горючее поступает в горелку через щелевой канал 6 или через несколько таких каналов, в виде слоя (завесы), направленного главным образом радиально внутрь. Подвод воздуха производится через канал 7, снабженный регулирующей заслонкой 8, в кольцевой канал 9, окружающий горелку; канал 9 соединен с внутренностью горелки посредством каналов 10, регулируемых при помощи заслонок 11 (фиг. 2). Устанавливая надлежащим образом заслонки, можно изменять количество и направление входящего воздуха так, чтобы все поступающие в горелку воздушные потоки имели одно и то же направление по касательной или почти по касательной, благодаря чему внутри горелки образуется резко выраженный воздушный вихрь, увлекающий с собою расположенную перед ним завесу горючего, смешивающийся с последним и выталкивающий его вперед. Вихревое движение и сжигание вихря с горючим усиливается при помощи описанных в основном патенте воздушных потоков, расположенных впереди завесы из горючего и втекающих в камеру горелки тангенциально. С этой целью передняя часть горелки снабжена прорезами 12, служащими для подвода воздуха, и окружена кожухом 13, в который вспомогательный воздух может быть вводим в любом количестве и под любым давлением. Пламя, полученное при применении описанного способа, имеющее вид вихря и окруженное вспомогательным воздухом, стремится при выходе тотчас же сильно расширяться в виде веера, каковое явление вредно отзывается на действии пламени и его температуре. Чтобы не давать пламени расходиться и регулировать его форму, через кольцевую щель 14, расположенную непосредственно перед горелкой, вводится воздушный обволакивающий слой, направленный радиально внутрь или же слабо коническими во вне. Благодаря этой воздушной оболочке удается удерживать вихревое пламя внутри сравнительно узкого пространства, а также изменять в обширных пределах форму и длину пламени.

Дальнейшая регулировка может быть достигаема тем, что к воздушному каналу 7, присоединен вспомогательный канал 15 (фиг. 1), снабженный особой регулирующей заслонкой 16, через которую может быть вводимо добавочное горючее, например, газообразное. Это горючее образует позади основного слоя, состоящего, например, из угольной пыли и тяжелого масла, в непосредственной близости запальной горелки 3, газовую смесь, особенно легковоспламеняющуюся; присутствие этой смеси гарантирует воспламенение основной завесы из горючего по всему его поперечному сечению.

Для практического применения оказывается более удобной такая конструкция горелки, при которой тело горелки и ее кожух могут быть, по отдельности, легко открываемы или вынимаемы. Для этой цели не только кожух (фиг. 3) составлен из нескольких легко снимающихся и соединенных винтами частей 17, 18, но и огнеупорное тело горелки составлено из отдельных элементов 19, расположенных так, что между ними образуются щели 21, 22 (фиг. 5), через которые втекает вспомогательный воздух, входящий затем тангенциально во внутренность горелки. Эти элементы могут быт легко, по отдельности, заменяемы без того, чтобы приходилось надолго останавливать работу горелки или же устранять, или дополнять значительные части стенок горелки.

Для облегчения такой замены, а также для более легкого осмотра и ремонта дну горелки (фиг. 3) придают вид откидной коробки 23, вращающейся на шарнире 24. Коробка снабжена трубой 25, к которой присоединяют каналы для подвода горючего или смеси горючего с воздухом; через канал 26 вводится запальная горелка, зажигание которой производится при помощи запального отверстия 27, закрываемого болтом или т.п. Во время работы закрытая коробка 23 скреплена с кожухом 17 посредством винтов 28. В целях, по возможности, укоротить факел пламени через щель 18′ подводится дополнительный воздух. Такое устройство горелки является особенно подходящим для крупных установок и вообще там, где одновременно работает несколько горелок. В этом случае достигается значительное упрощение работы, так как оказавшиеся поврежденными части стенок горелок можно легко заменить новыми элементами. Как показано на фиг. 6, 7, 8, кожух, окружающий тело горелки, является снаружи совершенно гладким, трубы подводящие угольную пыль и вспомогательный воздух присоединены исключительно ко дну горелки, что дает возможность в готовых уже установках вставить горелку, не устраивая для нее особой камеры, в любое место внешней стенки 29 топки (фиг. 6), независимо от ее толщины, и там горелку обмуровать. Сама горелка состоит из огнеупорного тела 30, снабженного тангенциально направленными каналами 31 (фиг. 7) для впуска вспомогательного воздуха. Тело 30 горелки окружено со всех сторон вспомогательным воздушным пространством 32, находящимся внутри оболочки 33. У дна горелки находится легко снимающаяся коробка 34, в камеру 36 которой подводится вспомогательный воздух трубой 35 (фиг. 8). Сжигаемое пылевидное топливо вводится через трубу 37, проходящую через внутреннюю камеру 36 коробки 34. Для укрепления трубы 37 дно горелки снабжено вставной частью 38 из огнеупорного материала и усиленной арматурой 39, которая соединяется с концом трубы 37 и соединяет коробку 34 с оболочкой 33 при помощи радиально направленных ребер и кольцевого фланца 40 (фиг. 6).

И в этом случае перед отверстием горелки расположена огнеупорная часть 41, образующая вместе с телом 30 горелки кольцевую щель 42 (фиг. 6), через которую вырывается конусовидная струя вспомогательного воздуха, значительно укорачивающая пламя и не дающая ему расходиться.

При описанных выполнениях пылеугольной горелки можно пользоваться запальными горелками различного типа. В случае одновременного использования двух или трех горелок обе горелки 43 и 44 (фиг. 9) расположены одна над другой, тогда как запальная горелка 45 расположена между ними. Горелки 43 и 44 так направлены, что выходящие из них потоки пламени 46 и 47 касаются друг друга или даже слегка перекрещиваются, так что запальное пламя горелки 45 горит во внешних слоях, сильно перемешанных с воздухом и легковоспламеняющихся.

Фиг. 10 изображает три горелки 48, 49, 50, потоки пламени которых взаимно соприкасаются или слегка перекрещиваются; запальная горелка 51 горит между этими потоками.

В горелке, изображенной на фиг.11, запальная горелка 52 находится у самого дна горелки, при чем в этом случае лучше всего пользоваться горючим максимальной способности к сжиганию и воспламенению, как-то, например, газами, распыленными жидкостями или мелкой угольной пылью. Запальное пламя образует внутри окружающего его вихря из воздуха и угольной пыли как бы накаленное ядро, от которого горение быстро передается к внешним слоям горючей смеси. Воспламенению и сгоранию крайних слоев, содержащих наиболее грубые частицы, можно при этом сильно помочь, если предварительно подогреть до высокой температуры, выше 500°, вспомогательный воздух, подводимый в камеру 62 по трубам 53, 54, 55, через камеры 56, 57, 58 и каналы 59, 60, 61 тангенциально заканчивающиеся в камере: 62. При таком способе получается двойное зажигание угольной пыли, а именно: изнутри от раскаленного ядра около пламени запальной горелки 52 и снаружи - под действием сильно нагретого вспомогательного воздуха. Наряду с этим можно также предварительно подогревать и основную смесь воздуха с угольной пылью до температуры, близкой к температуре воспламенения смеси.

1. Применение в охарактеризованной в п. 1 патента №12743 горелке для сжигания угольной пыли подвода смеси горючего с воздухом и дополнительного воздуха в лобовой части, у места расположения вспомогательной запальной горелки, соответственно через щелевой канал 6 и ряд регулируемых поворотными заслонками 11 каналов 10 (фиг. 1 и 2), через трубу 25 в полость коробки 23 и через образованные огнеупорными, могущими быть сделанными сменными, элементами 19 щели 21, 22 (фиг. 3-5), через трубу 37 и через каналы 31 из камеры 36 (фиг. 6-8).

2. Применение в охарактеризованной в п. 1 патента №12743 горелке подвода дополнительного воздуха в задней части сожигательной камеры, через кольцевую щель 14 (фиг. 1), 18′ (фиг. 3), 42 (фиг. 6), в целях, по возможности, укоротить факел пламени.

3. Применение, в случае одновременного использования двух или трех охарактеризованных в п. 1 патента №12743 горелок, запальной горелки 45 (фиг. 9) или 51 (фиг. 10), помещенной между ними так, чтобы факелы пламени всех горелок, по возможности, перекрещивались.