Газовая горелка

 

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в ручных и стационарных горелочных устройствах для розжига и поддержания горения в топках котлов и газотурбинных установках, а также для нагрева, обжига и термообработки деталей. Газовая горелка содержит смесительную трубу с цилиндрической и торцовой стенками, тангенциальное воздушное сопло, размещенное на цилиндрической стенке, и газовое сопло. Для уменьшения давления подачи газа в смесительную трубу и расширения области применения горелки газовое сопло размещено на торцовой стенке и расположено соосно оси трубы, причем тангенциальное воздушное сопло примыкает к торцовой стенке или отстоит от нее на расстоянии не более 0,8 внутреннего диаметра смесительной трубы. 3 ил.

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в ручных и стационарных горелочных устройствах для розжига и поддержания горения в топках котлов и газотурбинных установках, а также для нагрева, обжига и термообработки деталей.

Известна "Газовая горелка погружного типа" по авт. свид. СССР N 333369, F 23 D 13/08, опубл. 21.03.72 г., содержащая цилиндрический корпус, сочлененный с камерой сгорания через пережимную трубку. Торцовая часть корпуса закрыта крышкой, через которую пропущена газоподводящая трубка. Конец газоподводящей трубки введен в пережимную трубку и заканчивается газосопловым насадком с радиальными отверстиями. На корпусе закреплен тангенциально воздухоподводящий патрубок. В корпусе установлен завихритель, представляющий собой однозаходный винт, насаженный на газоподводящую трубку. Камера сгорания выполнена в виде цилиндра с диффузором. Поток воздуха, закрученный в завихрителе, проходит через узкую кольцевую щель в пережимной трубке, где смешивается с горючим газом, поступающим из радиальных отверстий насадка. Полученная газовоздушная смесь расширяется в диффузоре и поступает в камеру сгорания.

Недостаток известной газовой горелки состоит в конструктивной сложности, что ограничивает область ее применения.

Указанного недостатка не имеет газовая горелка, использованная в известном горелочном устройстве, описанном в авт. свид. СССР N 1078196, F 23 D 14/00, F 23 Q 9/00, опубл. 07.03.84 г. Эта горелка является наиболее близкой к заявляемой по совокупности существенных признаков и принята за прототип. Горелка содержит смесительную трубу с цилиндрической и торцовой стенками. На цилиндрической стенке размещены тангенциальные воздушные сопла, равномерно расположенные по окружности смесительной трубы, и радиальные газовые сопла, размещенные между тангенциальными воздушными соплами и торцовой стенкой. Воздушные сопла подключены к воздушному коллектору, а газовые сопла - к газовому.

Недостатком указанной газовой горелки является высокое давление подачи газа, для создания которого требуется дополнительное оборудование, ограничивающее область применения горелки.

Задача изобретения состоит в том, чтобы уменьшить давление подачи газа в смесительную трубу и расширить область применения горелки.

Поставленная задача решается тем, что в газовой горелке, содержащей смесительную трубу с цилиндрической и торцовой стенками, тангенциальное воздушное сопло, размещенное на цилиндрической стенке, и газовое сопло, последнее размещено на торцовой стенке и расположено соосно оси трубы, причем тангенциальное воздушное сопло примыкает к торцовой стенке или отстоит от нее на расстоянии не более 0,8 внутреннего диаметра смесительной трубы.

Размещением газового сопла на торцовой стенке соосно смесительной трубе обеспечен подсос газа в зону разрежения, образующуюся в центральной части смесительной трубы под действием вращающегося воздушного потока, где происходит смешивание газа с воздухом.

Расположением тангенциального сопла на расстоянии от торцовой стенки не более 0,8 внутреннего диаметра смесительной трубы создано разрежение в зоне газового сопла, за счет чего газ может подсасываться в смесительную трубу в объеме, достаточном для образования оптимального для горения соотношения компонентов газовоздушной смеси. С увеличением расстояния свыше 0,8 внутреннего диаметра смесительной трубы, подсасывающий эффект уменьшается настолько, что не обеспечивает получения оптимального соотношения компонентов газовоздушной смеси.

В случае изменения давления воздуха, подаваемого через тангенциальное сопло, пропорционально может изменяться и степень разрежения в зоне газового сопла. При этом подача газа возрастает с увеличением давления воздуха и уменьшается при уменьшении давления воздуха. Таким образом, необходимая для горения концентрация газа в газовоздушной смеси может поддерживаться автоматически в условиях изменяющегося давления подачи воздуха. В результате достигается стабильная работа газовой горелки.

На чертеже представлены примеры осуществления изобретения, где на фиг. 1 изображена газовая горелка в первом варианте конструктивного исполнения, в разрезе; на фиг. 2 - сечение А-А; на фиг. 3 - газовая горелка во втором варианте конструктивного исполнения, в разрезе.

Газовая горелка содержит смесительную трубу 1 с цилиндрической 2 и торцовой 3 стенками, тангенциальные воздушные сопла 4, размещенные на цилиндрической стенке 2, и газовое сопло 5, размещенное на торцовой стенке 3. Смесительная труба 1 врезана в кольцевую камеру 6, снабженную воздухоподводящим патрубком 7. На торцовой стенке 3 установлен газоподводящий патрубок 8. В первом варианте конструктивного исполнения горелки тангенциальные воздушные сопла 4 примыкают к торцовой стенке 3, а во втором варианте - отстоят от торцовой стенки 3 на расстоянии "а", не превышающем 0,8 внутреннего диаметра смесительной трубы 1. При горении газовоздушной смеси в смесительной трубе 1 образуется пламенный жгут 9, а на конце смесительной трубы - факел 10, поддерживаемый от срыва жгутом 9.

Работает газовая горелка следующим образом.

Сжатый воздух, поступающий в кольцевую камеру 6 через воздухоподводящий патрубок 7, проходит в смесительную трубу 1 через тангенциальные воздушные сопла 4 и закручивается в вихревой поток. Под действием центробежной силы, возникающей в закрученном потоке, воздух отбрасывается к цилиндрической стенке 2, создавая разрежение по оси смесительной трубы 1. Зона разрежения примыкает к газовому соплу 5. Горючий газ, подведенный к газоподводящему патрубку 8, подсасывается в смесительную трубу 1 через газовое сопло 5 под действием созданного разрежения и перемешивается с закрученным воздушным потоком, образуя газовоздушную смесь оптимальной для горения концентрации. При горении газовоздушной смеси образуется факел 10 на конце смесительной трубы 1, и устойчиво горящий, пламенный жгут 9 в центральной части смесительной трубы 1, поддерживающий от срыва факел 10. Пламенный жгут 9 не позволяет погаснуть факелу 10 при работе в поперечно сдуваемых потоках воздуха или на ветру.

С увеличением или уменьшением давления воздуха, поступающего в кольцевую камеру 6, соответственно увеличивается или уменьшается поступление воздуха в смесительную трубу 1 и скорость вращения вихревого потока. Под действием изменяющейся скорости вращения вихревого потока пропорционально изменяется разрежение в зоне газового сопла 5 и поступление газа в смесительную трубу 1 за счет подсоса через газовое сопло 5. Концентрация газовоздушной смеси при этом сохраняется на уровне оптимальной для горения. Стабильность работы горелки не нарушается.

Формула изобретения

Газовая горелка, содержащая смесительную трубу с цилиндрической и торцовой стенками, тангенциальное воздушное сопло, размещенное на цилиндрической стенке, и газовое сопло, отличающаяся тем, что газовое сопло размещено на торцовой стенке и расположено соосно оси трубы, причем тангенциальное воздушное сопло примыкает к торцовой стенке или отстоит от нее на расстоянии не более 0,8 внутреннего диаметра смесительной трубы.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3