Способ получения качественной топливовоздушной смеси в горелочном устройстве

 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в установках для осуществления регулируемого устойчивого пульсирующего горения. Способ получения качественной топливовоздушной смеси в горелочном устройстве заключается в интенсивном перемешивании распыленного топлива, выходящего из топливной форсунки, со всем потоком дутьевого воздуха и подборе необходимой частоты вихреобразования путем дополнительного перемещения жестко скрепленного с подвижной муфтой конусного стабилизатора горения относительно установленной с возможностью продольного перемещения топливной форсунки и выходной части корпуса горелочного устройства. Изобретение позволяет повысить экономичность горелочного устройства путем получения качественной топливовоздушной смеси. 1 ил.

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в установках для осуществления регулируемого устойчивого пульсирующего горения.

Известен способ получения качественной топливовоздушной смеси в горелочном устройстве (см. патент РФ 2123638, Б.И. 35, 1998), заключающийся в перемешивании распыленного топлива, выходящего из топливной форсунки, с основным потоком дутьевого воздуха путем продольного перемещения жестко скрепленных топливной форсунки и конусного стабилизатора горения относительно корпуса горелочного устройства и подборе необходимой частоты вихреобразования путем перемещения конфузорно-диффузорного насадка относительно корпуса и конусного стабилизатора горения и принятый за прототип.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного способа получения качественной топливовоздушной смеси в горелочном устройстве, принятого за прототип, относится то, что в известном способе получение качественной топливовоздушной смеси осуществляют без возможности регулирования положения конусного стабилизатора горения относительно топливной форсунки, что не обеспечивает наилучшего распыливания топлива и не позволяет осуществить более интенсивное перемешивание топлива с воздухом, что понижает эффективность смесеобразования и приводит к химическому недожогу и перерасходу топлива.

Сущность изобретения заключается в следующем.

Для обеспечения наилучшего распыливания топлива и осуществления более интенсивного перемешивания его с воздухом необходимо осуществлять регулирование положения конусного стабилизатора горения относительно установленной с возможностью продольного перемещения топливной форсунки и выходной части корпуса горелочного устройства. Осуществление регулирования положения конусного стабилизатора горения относительно топливной форсунки и выходной части корпуса горелочного устройства получают путем жесткого скрепления стабилизатора горения с муфтой, установленной с возможностью продольного перемещения относительно топливной форсунки.

Технический результат - повышение экономичности горелочного устройства путем получения качественной топливовоздушной смеси.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что известный способ получения качественной топливовоздушной смеси в горелочном устройстве заключается в перемешивании распыленного топлива, выходящего из топливной форсунки, с потоком дутьевого воздуха и подборе необходимой частоты вихреобразования. Особенность заключается в том, что интенсивное перемешивание распыленного топлива, выходящего из топливной форсунки, со всем потоком дутьевого воздуха и подбор необходимой частоты вихреобразования осуществляют путем дополнительного перемещения жестко скрепленного с подвижной муфтой конусного стабилизатора горения относительно установленной с возможностью продольного перемещения топливной форсунки и выходной части корпуса горелочного устройства.

На чертеже представлена схема горелочного устройства для получения качественной топливовоздушной смеси, реализующая предлагаемый способ.

Горелочное устройство содержит подключенный к источнику дутьевого воздуха корпус 1, выходная часть которого выполнена в виде конфузорно-диффузорного насадка, топливную форсунку 2, установленную по оси корпуса 1 горелочного устройства с возможностью продольного перемещения, подвижную относительно топливной форсунки муфту 3, жестко скрепленную с конусным стабилизатором горения 4, который имеет для интенсивности перемешивания компонентов топлива и воздуха по всей конической поверхности отверстия 5, стержень 6, жестко скрепленный с подвижной муфтой 3, для продольного перемещения конусного стабилизатора горения 4 относительно топливной форсунки 2. Конусный стабилизатор горения 4, выполненный в виде конусной струйно-стабилизаторной решетки, имеет максимальный диаметр радиального сечения, не превышающий диаметр пережима выходной части корпуса горелочного устройства, выполненной в виде конфузорно-диффузорного насадка.

Способ реализуется следующим образом.

В корпус 1 горелочного устройства поступает необходимое для горения количество дутьевого воздуха, топливо подают через форсунку 2. Дутьевой воздух поступает в выходную часть корпуса горелочного устройства, выполненную в виде конфузорно-диффузорного насадка. Основной поток дутьевого воздуха пересекает конусный стабилизатор горения 4 и перемешивается с распыленным топливом, выходящим из форсунки 2. Образуется топливовоздушная горючая смесь, которую первоначально поджигают от внешнего источника, а в последующем стабильное воспламенение новых порций горючей смеси и их устойчивое сгорание обеспечивается стабилизатором горения 4.

Продольным перемещением топливной форсунки 2 относительно корпуса 1 устройства устанавливают оптимальное положение зоны горения. Необходимую частоту вихреобразования подбирают перемещением стабилизатора горения 4 относительно топливной форсунки 2 и корпуса 1, то есть за счет изменения скорости потока, обтекающего стабилизатор горения 4. Перемещением стабилизатора горения 4 относительно топливной форсунки 2 добиваются наилучшего распыливания топлива за счет выбора зоны наиболее интенсивной турбулизации воздушного потока и циркуляционных течений топлива и продуктов сгорания за стабилизатором, что позволяет в совокупности осуществить более интенсивное перемешивание топлива с воздухом и обеспечить образование качественной топливовоздушной смеси.

Снабженный отверстиями 5 по всей конической поверхности конусный стабилизатор горения 4 образует струйно-стабилизаторную решетку, движение воздуха за которой представляет собой чередование прямых и обратных токов с высокими градиентами скоростей, генерирующими пульсации, что улучшает смесеобразование и ликвидирует недожог. Кроме того, струйно-стабилизаторный метод смесеобразования обладает свойством саморегулируемости состава смеси на переменных нагрузках, что расширяет диапазон регулирования устойчивого пульсирующего горения.

Возможность регулирования положения конусного стабилизатора горения относительно топливной форсунки и выходной части корпуса горелочного устройства позволяет осуществить интенсивное перемешивание топлива с воздухом и подобрать необходимую частоту вихреобразования, что в совокупности обеспечивает получение качественной топливовоздушной смеси, то есть устраняет недожог и повышает эффективность сжигания топлива.

Формула изобретения

Способ получения качественной топливовоздушной смеси в горелочном устройстве, заключающийся в перемешивании распыленного топлива, выходящего из топливной форсунки, с потоком дутьевого воздуха и подборе необходимой частоты вихреобразования, отличающийся тем, что интенсивное перемешивание распыленного топлива, выходящего из топливной форсунки, со всем потоком дутьевого воздуха и подбор необходимой частоты вихреобразования осуществляют путем дополнительного перемещения жестко скрепленного с подвижной муфтой конусного стабилизатора горения относительно установленной с возможностью продольного перемещения топливной форсунки и выходной части корпуса горелочного устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1