Горелка стекловаренной печи Советский патент 1978 года по МПК C03B5/00 

Изобретение касается стекольной промышленностн, в частности, сжигания топлива в ванных стекловаренных печах. Известна горепка стекловаренной печи, в которой подвод топлива производится под влет LIJ . Влет горелки выкладывается из .прямоугольных брусьев и рабочие поверхности влета в продольном сечении образуют прямые линии. , В месте соединения наклонной части горелки с прямолинейным взлетрм возникают значительные гидравлические сопро тивления на пути подогретого воздуха, что снижает скорость его выхода в печь Следствием этого является уменьшение кинетической энергии факела. Подачу топлива под влет , как прави ло, удается осуществлять под некоторым углом к горизонту (в сторону свода печи); воздух при этом подается п углом к поверхности стекпомассы. В результате соударения топливной струи с потоком воздуха топливная струя прогибается в сторону стекломассы, однако часть кинетической энергии теряется на соударение; факел прн этом получается горизонтальный, некасающийся стекломассы на значительной части ее длинь. Наиболее близким техническим решением к нзобретёнию является горелка стекловаренной печи, содержащая огнеупорный влет и сопло для подачи топлива, установленное с тыльной стороны влета . В этом случае используется горелка с прямьйи влетом, создающая значительное гидравлическое сопротивление газовоздушному потоку. Переход от сужающейся наклонной части горелки к прямому влету создает местное гидравлическое сопротивление на пути потока нагретого воздуха. При сужении (обычно под углом до 35 ) коэффициент местного Сопротивления составляет О,1, при повороте (обычно до 25 для ядра потока) коэффициент местного сопротивления составляет 0,15-0,2. Таким образом, потери кинетической энергии потока на пходе во влет обычно составляют 25-30%. При подаче топлива с тылышй стороны горелки прямоугольная фпрмн в. на выходе.в рабочее пространство печи не является наиболее целесообразной, так как расширяющаяся пол углом 20горящая топливная струя оказывается в опасной близости от выходных кромок Влета горелки, что требует значительно увеличения высоты влета в ущерб скорости факела. Целью изобретения является повыше ние эффективности использования топлива. Это достигается тем, что влет горе ки в вертикальном продольном сечении выполнен в виде сопла Лаваля, а топливное сопло установлено по его оси, причем углы диффузора и конфузора рав ны и составляют 2,0-2,5 угла наклона оси сопла Л а ваяя к горизонту, а расстояние от среза топливного сопла до плоскости минимального сечения влета составляет 0,5-2,5 высоты сечения влета. На чертеже показана предлагаемая горелка, продольное сечение. В горелке влет 1 и 2 выполнен по форме сопла Лаваля, ось топливного сопла 3 и совпадающая с ней ось соп ла Лаваля имеет наклон к поверхности стекломассы о «4 - 1О . При этом угол раскрытия конфузора 1 и диффузо ра 2 равен 2,0-2,5 угла наклона оси сопла Лаваля к горизонту, т.е. 2оС 8 - 20 ; в связи с чем участок вььстилки влета до минимального сечения влета и учасюк арки вдтета после минимального сечения вьшолняютс горизонтальными, а участок вьстилки влета после минимального .сечения и участок арки влета до минимального сечения влета выполняется с наклоном к горизонту под углом 2 ой . Для предотвращения соприкасания ф Кб-ла с кладкой влета в его минимальном сечении 4 расстояние от среза 5 топливного сопла 3 до1 плоскости минимального сечения 4 влета (а) соста ляет 0,5-2,5 высоты сечения влета cJ т.е. d 0,4 .а. Например, при высоте влета в мин мальном сечении d Ю,6 м расстоян от среза юпливного сопла ао минима ного сечения должно быть не более 1 при угле наклона оси сопла Лаваля ос. -в , углы раскрытия конфузора и диффузора при таком соотношении сост ляют 16°С. В горелку подается топливо через .сото 3 и подогретый воздух через ка нал 6. Скорость топлива в несколько раз превышает скорость воздуха; при взаимодействии топливной струи с воздухом происходит инжекция воздуха из канала 6 и частичное их смешивание. Конфузор 1 сопла Лаваля улучшает условия инжекции и обеспечивает минимальные потери кинетической энергии на входе во влет при принятьтх углах сужения конфузора ft 2 d , например при od 8 , /ь -16 ;. При расстоянии d 1,5 м высота минимального сечения 4 влета составляет 0,6 м (на 20% больше диаметра раскрывшейся топливной струи), то обеспечивает наилучшие условия инжекции и предотвращает соприкосновение факелу с огнеупором влета. Дальнейшее раскрытие топливно-возг душной струи после минимального сечения 4 влета учитывается углом раскрь тия диффузора 2 до 8 - 20 С, что обеспечивает максимальную скорость факела, так как при углах раскрытия диффузора меньше 20 потерь кинетической энергии факела не происходит. Дальнейшее смешивание топлива с воздухом и горение топлива происходитв настильном факеле над поверхностью стекломассы. Предлагаемая конфигурация влета горелки позволяет снизить потери кинетической энергии топливо-воздушного потока, что обеспечивает увеличение теплоотдачи конвекцией от факела к стекломассе по сравнению с прямым влетом на 20-30%. Соблюдение соотношения d 0,4 с обеспечивает срок службы огнеупора влета горелки около двух лет, т.е. больше длительности кампании современной стекловаренной печи, в то время как в настоящее время влеты прямолинейной конфигурации стоят года. Формула изобретения 1.Горелка стекловаренной печи, со держащая огнеупорный и сопло для подачи топлива, установленное с тыльной стороны влета, отличающеес я тем, что, с целью повышения эффективности использования топлива, влет горелки .в вертикальном продольном сечании В1 толнен в виде сопла Лаваля, а топливное сопло установлено по его оси. 2.Горелка по п. 1, отличают ш а я с я тем, что углы диффузора и конфузора равны и составляют 2,0-2;5 угла наклона оси сопла Лаваля к горизонту. 3.Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что расстояние от ереза топливного сопла до плоскости минимального сечения влета составляет 0,5-2,5 высоты сечения влета.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе;

1.Авторское свиаетельстпо N 421635, кл. С 03 В 5/О4, 1972.

2.Авторское свидетельство №3193268, кл. 263-4О, 1965.