Горелка Советский патент 1977 года по МПК F23D17/00 

1

Изобретение относится к. энергомашиностроению и предназначено для сжигания жидкого и газообразного топпив- в топках кот лов и промышленных печей.

Известны горепки, содержащие воздушный короб и горелочную трубку с форсункой, в тыльной части которой по ходу потока уста новлен перфорированный экран. Их .недостатками являются неравномерность поля скоростей у факела горения и ненадежность конст рукции, связанная с обгораниём перфорированного экрана },

Известны также горелочные устройства, содержащие цилиндрический воздушный короб с установленной в нем соосно форсункой с топливоподающей трубой, заключенной в патрубок, образующий с трубой канал первичного воздуха, а с коробом - канал вторичного воздуха, и расположенный в канале вторичного воздуха перед форсункой по ходу потока лопаточный завихритель 2.

и устройства характеризуются высокой надежностью. Однако в них недостаточна полнота горения и велико время выгорешия топлива,

Целью изобретения является устранение указанйых недостатков при сохранении преимуществ нзвестгкых горелок, повышение полноты сгорания и его инте5юифика1гни с помощью организашга у корнз топливного факела тороидального вихревого течения.

Это достигается feMs что между патрубком и завихрнтепем установлен перфорированный экран оси OTBSpcTTfft в экране могут быть наклонены в сторону форсунки; периферийные кромки попаток завнхрителя могут йлть параллельны осн гopeлки внеишнй днаметр экрана может составить 1 /2 диаметра короба| завихрзтель может быть разделен на кольцевые секции цилиндрическими обечайками лопатки завихрителя Смогут быть зшфеилены на коробе, а экран - на патрубке с возможностью продольного перемещения относительно завихритегш.

На фиг. 1 установлен схематический продольный разрез смесителя горелки н схема течения по нему рабочей смеси; на фиг. 2 вид По стрелке А на фиг, 1| на фиг. 3 вариант смесителя, продольный разрез} на фиг. 4 - вариант выполнения горепкн, про- дольный разрез; на фиг. 5 - вариану зытгоанення горелки дпя сжигания газообразного топлива. Горепка содержит цилиндрический короб 1с установленной в нем цоосно форсункой 2с топливоподающей трубой 3, заключенной в патрубок 4, образующий с трубой 3 канап 5 первичного воздуха, а с коробом 1 - канал 6 вторичного воздуха на патрубке 4 в канале 6 перед форсункой 2 по ходу потока установлен пер(юрировэнный экран 7 с отверстиями 8, по периферии которого расположен лопаточный завихритепь 9 Оси от верстий 8 в экране 7 могут быть сооснь форсунке 2 (см. фиг. 3) или накпонень в сторону форсунки 2 (см. фиг, 1). Лля обеспечения требуемого распределении шггенсивности закрутки вторичного воздуха по радиусу горепки, попаткй аавигсритегш 9 могут иметь переменный по высоте уг-ол установки к направлению потока| пррдпочтнтепьнов чтобы периферийные кромки 10 попаток завихрителя 9 были параллельны оси горелки. Для обеспечения требуемых размеров тороидального вихря и его соовтношения с поступатепьно движущимся воздухомв соотношение внешнего диаметра перфорированного экрана 7 к диаметру короба 1 составляет ввпйчищ 0,5 - Завихритепь 9 может также быть раадепен на кольцевые секции шпиндртгческими обечайками 11. Возможно таюке зехреп пять завйхритепь 9 с помощью радиапьклх центрирующих пилонов 12 на коробе 1 и устаназл шат их с возможностью продольного перемещений относительно экрана 7, установпегшого на патрубке 4. Лля обеспечения регупировшжя производительности горелка снабжена также барабанным шибером 13 с приводом 14 его перемещения, перекрывающим сечешге 6. Каналы 5 и 6 могут быть соедишэны с помощЬю отверстий 15 в патрубгсе 4, Лля обеспечения подачи и са игадия газообразно го топлива, стенки воздушного короба 1 в выходной части выполнены двойными (см. фиг. 5), образующими газовый коллектор le И оснащены газовыдающими соппе&т 17 ори ентированными под углом навстречу воадуш ному потоку. При подаче жидкого топлива к трубе Зд оно впрыскивается в гтространство горения из форсунки 2 в ваце гйпербодарсеского полого факела 18 ниспёргированных капель. При подаче первичного и вторичного воздуха по каналам 5 и 6, первичный омывает форсунт у 2, предохраняет ее от перегрева и закоксовывания и поступает к корню топливного факела 18. Вторичный воздух из каиала 6 ча;тично приобретает вихревое движение в лопаточном завихрителе 9, а частично поступает в незаручетгном состоянк;; через кольцевой зазор ежпу коробом 1 и периферийными кромками 10 попагок завихритепя 9 игга через простa fCTBO между пилонами 12„ Поскольку профиль попаток зовихрителя 9 беспечивает уме 1ьшение закрутки по радису завихрителн, осевая составляющей воздушного потока возрастает к периферии, что оБмэстно с действием экрана 7, создающео зестройпую зону в тыльной части по отока, обеспечивает образование тороадалк)ого вихря 19, способствующего подводу свеего воздуха к распыленному топливу и стаилйзирующему факел горения. Струи воздуй« поступающие навстречу движению,топлиной смеси в тороидальном вихре, обеспечийют сжигание смеси в застойной зоне вихя и предотвращают выброс несгоревших часпщ топлива к периферии вихря. Вынолнение завихритепя 9 разделенным на кольцевые секции цилиндрическими обечайками 11 (см. фиг. 3) подавляет парази И5ю крупномасштабную турбулентность воз-, душного потока и стабилизирует образование тороидального вихревого течения. Размещение лопаток завихрителя 9 на пилонах 12с возможностью продольного -перемещения откоситепьно перфорированного экрана 7 обеспечивает возможность настройки оптимального расположения и величины тороидального вихря относительно факела 18, Выполнение стенок воздушного короба 1 полыми, образ тощими коллектор 16, обеспечивает подачу газообразного топлива через сопла 17 под углом навстречу траектории тегчегшя возСГ/хз Б тороидальном вихре, Формула изобретения Х.Горэлка, содержащая цилиндрический возЩ-шный короб с установленной в нем соосно форсункой с топливоподающей трубой, заключенной в патрубок, образующий с трубой канал первичног о воздуха, а с коробом - канал вторичного воздуха, расположенный в канапе вторичного воздуха перед форсункой по ходу потока лопаточный завихритель, отличающаяся тем, что, с целью интенсификации и повышения полноты горения путем организации у корня топливного факела тороидального вихревого течения, между патрубком и завихрит-елем установлен пер(}юрированный экран, 2,Горелка по п 1, о т п и ч а ю щ ая с я тем, что оси отверстий в экране наклонены в сторону форсу 1ш:и. 3.Горелка по пп. 1и28отпичаюig а я с я тем, что периферийные кромки

лопаток аавихрителя параллельны оси гореки.

4.Горелка по пп. 1-3, о т л и ч а ющ а я с я тем,что внешний диаметр экрана составляет 1/2 диаметра короба,

5.Горелка по пп, 1-4, отличающаяся тем, что завихритель разделен на кольцевые секции цилиндрическими обечайками.

6.Горе;та по пп, 1-5, отличающая с я тем, что лопатки завихригеля

19

16

закреплены на коробе, а экран - на патрубке с возможностью продольного перемещения относительно завихрителя.

Источники информации, принятые во Bimмание при экспертизе:

1. Патент Франции № 1403507, кл. F 23Ц, опубл. в 1954 г,

2, Скубачевский Г. С., Конструкция авиационных газотурбинных цвигателей, М., Л а1ииностроение, 1965, с. 332.

Фиг.1

А Фиг.2 // Г Фыг.З

J