Горелка для сжигания жидкого топлива

 

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. Горелка для сжигания жидкого топлива содержит корпус, выполненный в виде улитки, с размещенным внутри полым валом для подачи топлива к форсунке, при этом на валу, выполненном с возможностью вращения, закреплены лопатки вентилятора, с закрепленными на корпусе всасывающим и осевым выхлопным патрубками для подачи воздуха, и форсункой, выполненной в виде стержня с осевым и радиальными отверстиями, размещенной в конусном стакане, причем конусный стакан и форсунка жестко закреплены на полом валу, сопло и привод, в осевом выхлопном патрубке размещена, как минимум, одна пара конусных втулок, расположенных одна в другой с зазором таким образом, что вершина первой по ходу движения воздуха входит в основание другой, а корпус патрубка в месте соединения втулок перфорирован. Горелка снабжена патрубком, а в передней части корпуса выполнено, как минимум, одно отверстие, соединенное патрубком с осевым выхлопным патрубком, при этом в патрубке размещена, как минимум, одна пара конусных втулок, размещенных одна в другой с зазором таким образом, что вершина первой, по ходу движения воздуха входит в основание другой, а корпус патрубка в месте соединения втулок перфорирован. На внутренней поверхности конусного стакана выполнены направляющие элементы, при этом направляющие элементы изогнуты в направлении вращения форсунки. Изобретение позволяет повысить производительность горелки, коэффициент полезного действия и увеличить количество сжигаемого топлива. 2 з.п. ф-лы, 3 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 закрепленными 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, низкая производительность, а также невозможность регулирования объема сжигаемого топлива.

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 ее низкая производительность при низком коэффициенте полезного действия, а также невозможность регулирования объема сжигаемого топлива.

Задачей данного изобретения является повышение производительности горелки, повышение коэффициента ее полезного действия и увеличение объема сжигаемого топлива.

Поставленная задача решается горелкой для сжигания жидкого топлива, включающей корпус, выполненный в виде улитки, с размещенным внутри полым валом для подачи топлива к форсунке, при этом на валу, выполненному с возможностью вращения, закреплены лопатки вентилятора, с закрепленными на корпусе всасывающим и осевым выхлопным патрубками для подачи воздуха и форсункой, выполненной в виде стержня с осевым и радиальными отверстиями, размещенной в конусном стакане, причем конусный стакан и форсунка жестко закреплены на полом валу, сопло и привод, по изобретению, в осевом выхлопном патрубке размещена, как минимум, одна пара конусных втулок, расположенных одна в другой с зазором таким образом, что вершина первой, по ходу движения воздуха, входит в основание другой, а корпус патрубка в месте соединения втулок перфорирован. Горелка снабжена патрубком, а в передней части корпуса выполнено, как минимум, одно отверстие, соединенное патрубком с осевым выхлопным патрубком, при этом в патрубке размещена, как минимум, одна пара конусных втулок, размещенных одна в другой с зазором, таким образом, что вершина первой по ходу движения воздуха входит в основание другой, а корпус патрубка в месте соединения втулок перфорирован. Горелка выполнена так, что на внутренней поверхности конусного стакана выполнены направляющие элементы, при этом направляющие элементы изогнуты в направлении вращения форсунки.

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

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

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид горелки, на фиг.2 - разрез по А-А, на фиг.3 - форсунка со стаканом.

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 форсунка 3, лопатки вентилятора 4, всасывающий 5 и осевой выхлопной 6 патрубки для подачи воздуха. Форсунка 3 выполнена в виде стержня 7 с осевым 8 и радиальными 9 отверстиями. Форсунка 3 размещена в конусном стакане 10. Форсунка 3 и конусный стакан 10 жестко закреплены на полом валу 2. Горелка содержит также сопло 11 и привод 12. В осевом выхлопном патрубке 6 размещена, как минимум, одна пара конусных втулок (на чертеже не показаны), расположенных одна в другой с зазором таким образом, что вершина первой по ходу движения воздуха входит в основание другой, а в корпусе осевого выхлопного патрубка 6 выполнены перфорации 13. Такое выполнение осевого выхлопного патрубка 6 позволяет увеличить поток воздуха за счет эжекции его.

Количество конусных втулок может быть и более двух, что позволит еще более увеличить эжекцию воздуха.

Для частичного забора воздуха от лопаток вентилятора 4 в передней части корпуса 1 выполнено, как минимум, одно отверстие 14, соединенное патрубком 15 с осевым выхлопным патрубком 6, при этом в патрубке 15 размещается, как минимум, одна пара конусных втулок 16, размещенных одна в другой с зазором, при этом вершина первой до ходу движения воздуха входит в основание другой, а в корпусе патрубка 15 в месте соединения втулок выполнены перфорации 17.

При этом количество отверстий 14 в передней части корпуса 1 может быть несколько, значит, и патрубков 15 может быть несколько. Эти отверстия, соединенные патрубками 15 с осевыми выхлопными патрубками 6, необходимы для частичного отбора воздуха от лопаток вентилятора 4 для увеличения потока его за счет эжекции.

При этом количество конусных втулок 16 может быть несколько (больше 2-х) при избытке воздуха, подаваемого лопатками вентилятора 4. При этом создается дополнительный поток воздуха за счет его эжекции. Дополнительный поток воздуха способствует более полному сгоранию топлива, подаваемого форсункой 3.

Для лучшего распыления топлива на внутренней поверхности конусного стакана 10 могут выполняться направляющие элементы 18, которые изогнуты в направлении вращения форсунки 3.

Горелка работает следующим образом.

Включается привод 12, который приводит во вращение полый вал 2, размещенный в корпусе 1, выполненном в виде улитки. Лопатки вентилятора 4, закрепленные на полом валу 2, вращаясь, создают избыточное давление воздуха, который подается от всасывающего патрубка 5 и нагнетается в осевой выхлопной патрубок 6, в котором размещены направляющие элементы (на чертеже не показаны), которые придают воздуху вращательное движение. В это время на полом валу 2 подается под давлением топливо, например дизельное, которое поступает к форсунке 3 и по осевому отверстию 8 и радиальными отверстиями 9 paспыливаются на конусный стакан 10. Так как конусный стакан 10 с форсункой 3 закреплены на полом валу 2 жестко, то стакан 10 с форсункой 3, вращаясь, закручивает топливо, которое вращающейся струей поступает к соплу 11 горелки, где, соприкасаясь с вращающейся струей воздуха, направление которой совпадает с направлением вращения топлива, выходящего из осевого выхлопного патрубка 6, перемешивается. Вращающаяся струя смеси поджигается и образуется горящий факел. Для лучшего смешивания топлива с воздухом, а также удлинения факела горелки, на конусном стакане 10 могут выполняться направляющие элементы 18, которые изогнуты в сторону вращения. За счет этого создается длинная вращающаяся струя смеси воздуха с топливом.

Увеличить количество сжигаемого топлива и увеличить производительность горелки при высоком качестве горения позволяют применение в осевом выхлопном патрубке 6 конусных втулок, расположенных одна в другой с зазором и частичный отбор воздуха от лопаток вентилятора 4 через отверстие 14 с помощью патрубка 15, в котором размещены конусные втулки 16, размещенные одна в другой с зазором.

Такое выполнение позволяет за счет эжекции воздуха увеличить его поток, а значит, и увеличить количество сжигаемого топлива и производительность горелки.

Количество пар втулок в осевом выхлопном патрубке 6 может быть несколько, что значительно увеличивает объем сжигаемого топлива; при необходимости, в корпусе 1, выполненном в виде улитки, изготавливаются одно или несколько отверстий 14, соединенных патрубком 15 с осевым выхлопным патрубком 6. В патрубках 15 устанавливаются конусные втулки 16, расположенные одна в другой с зазором. При движении воздуха по конусным втулкам 16 происходит дополнительная эжекция воздуха. Для лучшего распыления, а значит, и для лучшего сгорания топлива, на внутренней поверхности конусного стакана 10 могут выполняться направляющие элементы 18, которые изогнуты в направлении вращения форсунки 3. Такое выполнение горелки позволяет значительно увеличить объем подаваемого воздуха в выходное отверстие осевого выхлопного патрубка 6, а значит, увеличить подачу и сжигание топлива, например дизельного, не изменяя мощность привода 12.

Таким образом, предложенная горелка позволяет увеличить количество сжигаемого топлива, повысить производительность и коэффициент ее полезного действия.

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 на валу, выполненном с возможностью вращения, закреплены лопатки вентилятора, с закрепленными на корпусе всасывающим и осевым выхлопным патрубками для подачи воздуха и форсункой, выполненной в виде стержня с осевым и радиальными отверстиями, размещенной в конусном стакане, причем конусный стакан и форсунка жестко закреплены на полом валу, сопло и привод, отличающаяся тем, что в осевом выхлопном патрубке размещена, как минимум, одна пара конусных втулок, расположенных одна в другой с зазором, таким образом, что вершина первой по ходу движения воздуха, входит в основание другой, а корпус патрубка в месте соединения втулок перфорирован.

2. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что снабжена патрубком, а в передней части корпуса выполнено, как минимум, одно отверстие, соединенное патрубком с осевым выхлопным патрубком, при этом в патрубке размещена, как минимум, одна пара конусных втулок, размещенных одна в другой с зазором таким образом, что вершина первой по ходу движения воздуха входит в основание другой, а корпус патрубка в месте соединения втулок, перфорирован.

3. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что на внутренней поверхности конусного стакана выполнены направляющие элементы, при этом направляющие элементы изогнуты в направлении вращения форсунки.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3