Горелочное устройство

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„SU„„1268875 (5D 4 F 23 D 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3866945/24-06 (22) 15.03.85 (46) 07.11.86. Бюл. № 41 (72) Ю. А. Спиридонов, P. А. Закиров, Ю. Я. Галицкий, В. П. Стельмаков и В. А. Галицкая (53) 662.951.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 553394, кл. F 23 D 7/00, 1977. (54) ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение может быть использовано в огнетехнических устройствах с переменными режимами работы, предназначенных для сжигания жидкого топлива с переменными характеристиками.

Цель изобретения состоит в повышении устойчивости и качества сгорания топлива. Устройство содержит воздухоподводящий корпус 1, установленную по его оси топливоподающую трубу 2 с соплами 3 и закрепленным на ней коническим стабилизатором 4, имеющим отверстия 5, размещенные по образующим. Сопла 3 размещены внутри стабилизатора, сам стабилизатор имеет возможность поворота вокруг трубы 2, а последняя установлена с возможностью осевого перемещения относительно стабилизатора 4. Перемещение стабилизатора 4 вокруг топливоподающей трубы 2 позволяет оптимизировать перераспределение топлива по сечению горелки, а также аэродинамику факела относительно огнетехнического устройства в целом. Перемещение трубы 2 позволяет перераспределять воздух между пер- Я вичным и вторичным. 2 з п. ф лы, 5 ил.

1268875

Изобретение относится к устройствам для сжигания преимущественно жидкого топлива и может быть использовано в различных топливосжигающих установках: топках котлов, печей и т. п.

Целью изобретения является повышение устойчивости и качества сгорания топлива.

На фиг.l изображено горелочное устройство, продольный разрез; на фиг.2 — — вид А на фиг.l; на фиг.3 — вид Б на фиг.l; на фиг.4 — вид А на фиг.l (в случае, когда оси сопл топливоподающей трубы в плоскости ее поперечного сечения размещены под углом к радиусу последней); на фиг.5 — — то же, в случае, когда оси сопл размещены между отверстиями стабилизатора.

Горелочное устройство содержит воздухоподводящий корпус 1, установленную по его оси топливоподающую трубу 2 с соплами 3 и закрепленным на ней коническим стабилизатором 4, имеющим отверстия 5, размещенные по образующим.

Сопла 3 топливоподающей т1эубы 2 размещены внутри стабилизатора 4, количество отверстий 5 в нем кратно количеству сопл

3, а сам стабилизатор 4 установлен с возможностью поворота вокруг топливоподающей трубы 2.

Топливоподающая труба 2 может быть установлена с возможностью осевого перемещения относительно стабилизатора 4.

Оси сопл 3 топливоподающей трубы 2 в плоскости ее поперечного сечения могут быть размещены под углом к радиусу последней.

В стабилизаторе 4 имеется окно 6, в которое вставлен шток 7 электрозапального устройства (шток 7 может быть вставлен в отверстие 5 стабилизатора 4).

Поворот стабилизатора 4 вокруг топливоподающей трубы 2 осуществляется за счет резьбового соединения стабилизатора 4 с цилиндрической вставкой 8, которая соединяется с топливоводающей трубой 2, например, шпонкой 9. Поворот осуществляется либо при неподвижной топливоподающей трубе 2 за счет перемещения штока 7 электрозапального устройства, который одним концом вставлен в окно 6 стабилизатора 4, а другим — в вырез 10, выполненный в виде части кольца (фиг.3), либо при неподвижном штоке 7 за счет поворота топливоподающей трубы 2 вокруг своей оси. При этом ослабляется установочный винт 11. Сопла 3 также поворачиваются при этом относительно отверстий 5 стабил изатора 4.

Продольное перемещение топливоподающей трубы 2 осуществляется эа счет соединения последней с цилиндрической вставкой 8 шпонкой 9. При этом при ослаблении установочного винта 1 топливоподающая труба 2 перемещается в осевом направлении, а стабилизатор 4 с вставкой 8 остаются в исходном положении, так как их перемещение сдерживается упорами 12 на штотеристики работы устройства оказывают процессы отклонения струй от первоначального

55 ке 7. Либо, наоборот, при неподвижной топливоподающей трубе 2 при ослаблении винта 13 перемещается шток 7, а вместе с ним стабил изатор 4 с цилиндрической вставкой 8.

Устройство работает следующим образом.

Топливные струи, истекающие из сопл 3, взаимодействуют с первичным воздухом, истекающим в виде струй через отверстия 5 стабилизатора 4. При этом, в приосевой час10 ти горелки за стабилизатором 4 образуется развитая зона рециркуляции, которая является устойчивым источником поджигания топливовоздушной струи. Горение в зоне рециркуляции, состав смеси и температура в

15 ней зависят от количества топлива, поступающего в нее. Количество топлива, поступающее в зону рециркуляции. существенно меняется при повороте стабилизатора 4 относительно сопл 3. При подаче струй топлива между отверстиями 5 (в теневые зоны) основная часть топлива поступает к периферии корпуса (в периферийные слои смеси) в кольцевой поток вторичного воздуха, поступающий между стабилизатором 4 и воздухоподводящим корпусом 1. Когда топливные струи из сопл 3 подаются в «лоб» (перпендикулярно осям) струям первичного воздуха, вытекающим из отверстий 5, переобогащение топливом зоны рециркуляции максимально. Перемещение топливоподающей трубы 2 вместе со стабилизатором 4 о (фиг.1) позволяет несколько перераспределить воздух между первичным и вторичным потоками. A перемещение стабилизатора 4 относительно топливоподающей трубы 2 (фиг.3) позволяет оптимизировать наряду с перераспределением топлива по сечению го35релкиаэродинамикуфакелаотносительно устройства в целом (горелка+топка), т. е. исключить «наброс» топлива на элементы конструкции ropeëo÷íoro устройства при изменении режима работы горелки — изменении расходов воздуха и топлива.

40 При кратном соотношении отверстий, расположенных по образующим конуса, и сопл реализуется минимальная окружная неравномерность распределения параметров в факеле и максимальная теплонапряженность горелки и огнетехнического устройства в

45 целом

При радиальной раздаче топливных струй (фиг.2) изменение взаимного положения стабилизатора и сопл определяет изменение доли первичного воздуха с топливными струями. При этом часть их проникает в струи воздуха, а часть растекается в теневых зонах потока воздуха.

При хордальной подаче топливных струй наряду с процессами проникновения и растекания существенное влияние на харак1268875 з их направления. Это качество, как показали результаты экспериментальных исследований дополнительно стабилизирует работу устройства при переменных режимах. Кро ме того, изменение истинного угла хордальности топливных струй при изменении взаимного положения сопл и отверстий стабилизатора позволяет менять размеры зоны рециркуляции и параметры крутки факела на выходе из устройства, в частности угол раскрытия.

Предлагаемое устройство позволяет существенно влиять на качество сгорания топлива, на аэродинамические характеристики факела, на устойчивость процессов горения за счет оптимизации перераспределения воздуха и топлива при переменных режимах работы. При этом снижается образование NOx в зоне горения за счет поддержания оптимальной стехиометрии и температуры по длине выгорания.

Формула изобретения

1. Горелочное устройство, содержащее воздухоподводящий корпус, установленную по его оси топливоподающую трубу с соплами и закрепленным на ней коническим стабилизатором, имеющим отверстия, размещенные по образующим, отличающееся тем, что, с целью повышения устойчивости и качества сгорания топлива, сопла топливоподающей трубы размещены внутри

1ð стабилизатора, количество отверстий в нем кратно количеству сопл, а сам стабилизатор установлен с возможностью поворота вокруг топливоподающей трубы.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что топливоподающая труба установлена с возможностью осевого перемещения относительно стабилизатора.

3. Устройство по и. 1, отличающееся тем, что оси сопл топливоподающей трубы в плоскости ее поперечного сечения размещены под углом к радиусу последней.!

268875

Редактор О.!Орковецкая

Заказ 6015138

Составитель. 1. Булынко

Тскрсл И. Верее Корректор Л. Зимокосов

Тираж 514 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4