Горелка для сжигания жидкого топлива

 

Изобретение относится к горелкам для сжигания жидкого топлива. Горелка для сжигания жидкого топлива содержит корпус, выполненный в виде улитки, с размещенным внутри полым валом для подачи топлива к форсунке, при этом вал выполнен с возможностью вращения, на котором закреплены лопатки вентилятора, и с закрепленными на корпусе всасывающим и осевым выхлопным патрубками для подачи воздуха, форсункой, выполненной в виде стержня с осевым и радиальными отверстиями, размещенной в конусном стакане, жестко закрепленными на полом валу, привод и сопло, которое выполнено в виде конусной обечайки, закрепленной на осевом выхлопном патрубке с зазором, при этом сопло размещено с возможностью перемещения в осевом направлении. Осевой выхлопной патрубок установлен с возможностью перемещения в осевом направлении. На наружной поверхности выхлопного патрубка выполнен буртик, причем наружная поверхность буртика, прилегающая к конусной поверхности сопла, выполнена конусной, а угол, образующий конус буртика, равен углу, образующему конус сопла. Изобретение позволяет повысить производительность горелки, ее кпд, увеличить полноту сгорания топлива, плавно регулировать работу горелки. 3 з.п.ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к горелкам для сжигания жидкого топлива и может быть использовано в коммунальном хозяйстве для нагрева воды в котлах, а также в строительстве, сельском хозяйстве и пищевой промышленности.

Известна горелка для сжигания мазута, включающая корпус, выполненный в виде улитки, с размещенным внутри валом, выполненным с возможностью вращения, на котором закреплены лопатки вентилятора, и с закрепленными на корпусе всасывающим и осевым выхлопным патрубками для подачи воздуха, соплом и форсункой, размещенной в конусном стакане, жестко закрепленные на валу, и привод (Книга "Рациональное использование мазута в паровых котлах предприятий пищевой промышленности. Легкая и пищевая промышленность", М., 1981, с 24-27).

Недостатком данной горелки является низкий коэффициент полезного действия из-за недожога мазута, невозможность регулирования горелки в момент зажигания ее, а также невозможность увеличения количества сжигаемого топлива из-за недостатка поступающего в зону горения воздуха.

Известны газомазутные горелки, включающие корпус, выполненный в виде улитки, вентилятор с электродвигателем, короткофакельную форсунку, смеситель, топливопровод, выполненный в полом валу (Книга "Паровые и водогрейные котлы", Энергоиздат, М., 1987, с. 76-81 - прототип).

Недостатком данной горелки является низкая производительность ее, неполное сгорание топлива, невозможность увеличения количества сжигаемого топлива из-за нехватки подаваемого воздуха, а также невозможность плавного регулирования подачи воздуха после запуска горелки в работу.

Задачей изобретения является повышение производительности горелки, увеличение полноты сгорания топлива, повышение коэффициента полезного действия горелки, увеличение количества сжигаемого топлива, а также плавное регулирование работы горелки.

Поставленная задача решается горелкой для сжигания жидкого топлива, включающей корпус, выполненный в виде улитки, с размешенным внутри полым валом для подачи топлива к форсунке, при этом вал выполнен с возможностью вращения, на котором закреплены лопатки вентилятора, и с закрепленными на корпусе всасывающим и осевым выхлопным патрубками для подачи воздуха форсункой, выполненной в виде стержня с осевым и радиальными отверстиями, размещенной в конусном стакане, жестко закрепленные на полом валу, привод и сопло, по изобретению сопло выполнено в виде конусной обечайки, закрепленной на осевом выхлопном патрубке с зазором, при этом сопло размещено с возможностью перемещения в осевом направлении.

По пункту 1 изобретения осевой выхлопной патрубок установлен с возможностью перемещения в осевом направлении.

По пункту 1 изобретения горелка выполнена так, что на нагружной поверхности выхлопного патрубка выполнен буртик.

По пункту 3 изобретения горелка выполнена так, что наружная поверхность буртика, прилегающая к конусной поверхности сопла, выполнена конусной, причем угол, образующий конус буртика, равен углу, образующему конус сопла.

Сравнительный анализ предложенного решения с прототипом позволил выделить признаки, отличающие предложенное решение от прототипа, что соответствует критерию "новизна".

Анализ предложенного решения с известными не выявил решений, полностью совпадающих с признаками предложенного решения, что соответствует критерию "изобретательский уровень".

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид горелки; на фиг.2 - сопло и осевой выхлопной патрубок с механизмами перемещения их в осевом направлении.

Горелка для сжигания жидкого топлива состоит из корпуса 1, выполненного в виде улитки с размещенным внутри полым валом 2, при этом вал выполнен с возможностью вращения, на валу 2 закреплены лопатки 3 вентилятора, всасывающего 4 и осевого выхлопного 5 патрубка для подачи воздуха, форсунки 6, выполненной в виде стержня, с осевым 7 и радиальными 8 отверстиями, конусного стакана 9, жестко закрепленного на полом валу 2 привода 10, сопла 11, выполненного в виде конусной обечайки, закрепленной на осевом выхлопном патрубке 5 с зазором 12, при этом сопло 11 размещено с возможностью перемещения, например, с помощью зубчатой рейки 13 и зубчатого колеса 14. Осевой выхлопной патрубок 5 закреплен на корпусе, например, болтом с гайкой, размещенной в прорези 15 с возможностью перемещения в осевом направлении, а на наружной поверхности осевого выхлопного патрубка 5 выполнен буртик 16 с конусной поверхностью, сопрягаемой с конусной обечайкой сопла 11.

Горелка работает следующим образом. Перед началом работы горелки зубчатым колесом 14 с помощью зубчатой рейки 13 сопло 11 устанавливается так, чтобы буртик 16 осевого выхлопного патрубка 5 плотно прилегал к конусу сопла 11. После этого включается привод 10, который приводит во вращение полый вал 2, размещенный в корпусе 1, выполненном в виде улитки, лопатки 3 вентилятора, закрепленные на полом валу 2, вращаясь, создают избыточное давление воздуха, который подается от всасывающего патрубка 4 и нагнетается в осевой выхлопной патрубок 5, в котором размещены направляющие элементы (на чертеже не показаны), которые придают воздуху вращательное движение. В это время по полому валу 2 подается под давлением топливо, например дизельное, которое поступает к форсунке 6, и по осевому отверстию 7 и радиальным отверстиям 8 распыливается на конусный стакан 9. Так как конусный стакан 9 с форсункой 6 закреплены на полом валу 2 жестко, то стакан 9 с форсункой 6, вращаясь, закручивает топливо, которое вращающейся струей поступает к соплу 11 горелки, где, соприкасаясь с вращающейся струей воздуха (направление которого может совпадать, а может быть направлено навстречу вращению форсунки 6 и стакана 9), выходящего из осевого выхлопного патрубка 5 перемешивается.

Вращающаяся струя смеси поджигается и образуется горящий факел. После прогрева горелки с помощью зубчатого колеса 14 и зубчатой рейки 13 сопло 11 плавно перемещается по направляющим (на чертеже не показаны) назад и между соплом 11 и буртиком 16 образуется зазор 12, в который устремляется воздух, засасываемый в сопло 11 за счет эжекции, создаваемой в осевом выхлопном патрубке 5 при истечении воздуха от лопаток 3 вентилятора. Получается избыток воздуха, способствующий лучшему сжиганию топлива. По мере нагрева горелки зазор 12 увеличивают с одновременным увеличением подачи топлива. Применение эжекции позволяет повысить производительность горелки, увеличить коэффициент полезного действия за счет полного сгорания топлива, увеличить количество сжигаемого топлива за счет получения избытка воздуха, поступающего в сопло 11 при плавном регулировании подачи топлива и воздуха.

Для регулирования длины факела осевой выхлопной патрубок 5 перемещают вперед либо назад по прорези 15.

Перемещение осевого выхлопного патрубка 5 вперед увеличивает длину факела, так как удлиняется осевой выхлопной патрубок 5 с направляющими элементами, по которым нагнетается воздух, который, проходя до направляющим элементам, приобретает большее вращение.

Перемещение осевого выхлопного патрубка 5 назад (в сторону улитки) укорачивает длину факела, так как уменьшается длина осевого выхлопного патрубка 5 с направляющими элементами, которые приводят к меньшему завихрению воздуха.

Такое выполнение горелки позволяет не только повышать производительность горелки, увеличивать коэффициент полезного действия ее при увеличении количества сжигаемого топлива, но и проводить плавную регулировку работы горелки и изменять длину факела, что повышает ее универсальность.

Формула изобретения

1. Горелка для сжигания жидкого топлива, включающая корпус, выполненный в виде улитки, с размещенным внутри полым валом для подачи топлива к форсунке, при этом вал выполнен с возможностью вращения, на котором закреплены лопатки вентилятора, и с закрепленными на корпусе всасывающим и осевым выхлопным патрубками для подачи воздуха, форсункой, выполненной в виде стержня с осевым и радиальными отверстиями, размещенной в конусном стакане, жестко закрепленными на полом валу, привод и сопло, отличающаяся тем, что сопло выполнено в виде конусной обечайки, закрепленной на осевом выхлопном патрубке с зазором, при этом сопло размещено с возможностью перемещения в осевом направлении.

2. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что осевой выхлопной патрубок установлен с возможностью перемещения в осевом направлении.

3. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что на наружной поверхности выхлопного патрубка выполнен буртик.

4. Горелка по п. 3, отличающаяся тем, что наружная поверхность буртика, прилегающая к конусной поверхности сопла, выполнена конусной, причем угол, образующий конус буртика, равен углу образующему конус сопла.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2