Форсунка для горелки



Форсунка для горелки
Форсунка для горелки
Форсунка для горелки

 


Владельцы патента RU 2564482:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Юго-Западный государственный университет" (ЮЗГУ) (RU)

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в мазутных и газомазутных горелках теплогенерирующих установок для уменьшения расхода топлива и загрязнения окружающей атмосферы его несгоревшими остатками. Форсунка для горелки содержит цилиндрический корпус, днище которого выполнено в форме диффузора и насажено с наружной стороны на наружную сторону торца топливоподающей трубки, распылительная головка снабжена выпускными отверстиями, размещенными по ее периферии, и центральным отверстием, закрытым нагревательной гильзой, обращенной в топочную камеру и расположенной в ней, при этом внутри по центру нагревательной гильзы помещена выпускная трубка, соединенная своим левым торцом с топливоподающей трубкой и закрытая с правого торца перфорированным клапаном, прижатым упругим элементом, который опирается на внутреннюю поверхность торцевой крышки нагревательной гильзы, в которой выпускная трубка расположена таким образом, что между ними имеется кольцевой циркуляционный канал, соединенный с полостью цилиндрического корпуса, а сама форсунка размещена коаксиально в корпусе горелки, внутри которого устроены концентрично каналы первичного и вторичного воздуха и помещенном, в свою очередь, в амбразуре топки. Технический результат - увеличение экономической и экологической эффективности форсунки для горелки. 3 ил.

 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в мазутных и газомазутных горелках теплогенерирующих установок для уменьшения расхода топлива и загрязнения окружающей атмосферы его несгоревшими остатками.

Известно устройство для сжигания мазута, содержащее воздухоподводящий тракт, магистраль подачи мазута, основную топливную форсунку и камеру сгорания, причем оно дополнительно содержит форкамеру с малорасходными воздухоподводящим трактом и дополнительной топливной форсункой, в которой часть мазута в распыленном виде смешивают при стехиометрическом соотношении с частью воздуха и сжигают, затем в полученные высокотемпературные продукты сгорания вводят в распыленном виде в оставшуюся часть мазута, после чего полученную парогазовую смесь вводят в оставшуюся часть воздуха, смешивают и дожигают [Патент РФ №2013694, F23D 11/10, 2002].

Основными недостатками известного устройства являются низкие экономичные и экологические показатели, так как происходит неполное сгорание мазута, что приводит к наличию в продуктах сгорания, выбрасываемых в атмосферу, угарного газа, углеводородных соединений и пр.

Более близким к изобретению является вихревая форсунка, содержащая корпус, размещенный внутри трубы-воздуховода с образованием с ним кольцевого зазора, камеру смешения с входом и выходом, размещенную в корпусе, газопровод и топливоподающую трубку, сообщенные с камерой смешения, причем в корпусе установлен диффузор, расположенный между топливоподающей трубкой и завихрителем, который соединен с газопроводом и выполнен в виде кольца с прямоугольным вырезом, внутренний радиус которого очерчен по спирали Архимеда и установлен в корпусе между диффузором и камерой смешения [Патент РФ №2187753, F23D 11/44, 2012].

Основным недостатком известной вихревой форсунки является то, что тяжелые углеводороды не успевают испариться в диспергированных каплях мазута и полностью сгореть, в результате чего остается несгоревший углерод, частицы сажи оседают на теплообменных поверхностях, уносятся потоком дымовых газов, возникают значительные потери от химического и механического недожога мазута, что снижает ее экономическую и экологическую эффективность.

Техническим результатом изобретения является увеличение экономической и экологической эффективности форсунки для горелки.

Технический результат достигается форсункой для горелки, содержащей цилиндрический корпус, днише которого выполнено в форме диффузора и насажено с наружной стороны на наружную сторону торца топливоподающей трубки, распылительная головка снабжена выпускными отверстиями, размещенными по ее периферии, и центральным отверстием, закрытым нагревательной гильзой, обращенной в топочную камеру и расположенной в ней, при этом внутри по центру нагревательной гильзы помещена выпускная трубка, соединенная своим левым торцом с топливоподающей трубкой и закрытая с правого торца перфорированным клапаном, прижатым упругим элементом, который опирается на внутреннюю поверхность торцевой крышки нагревательной гильзы, в которой выпускная трубка расположена таким образом, что между ними имеется кольцевой циркуляционный канал, соединенный с полостью цилиндрического корпуса, а сама форсунка размещена коаксиально в корпусе горелки, внутри которого устроены концентрично каналы первичного и вторичного воздуха и помещенном, в свою очередь, в амбразуре топки.

Предлагаемая форсунка для горелки изображена на фиг. 1-3 (на фиг. 1 - общий вид, на фиг. 2, 3 - разрезы).

Предлагаемая форсунка для горелки состоит из цилиндрического корпуса 1, днише 2 которого выполнено в форме диффузора и насажено с наружной стороны на наружную сторону торца топливоподающей трубки 3, распылительная головка 4 снабжена выпускными отверстиями 5, размещенными по ее периферии и центральным отверстием 6, закрытым нагревательной гильзой 7, обращенной в топочную камеру и расположенной в ней, внутри по центру нагревательной гильзы 7 помещена выпускная трубка 8, соединенная левым торцом с топливоподающей трубкой 3 и закрытая с правого торца перфорированным клапаном 9, прижатым упругим элементом 10, опирающимся на внутреннюю поверхность торцевой крышки нагревательной гильзы 7, причем нагревательная гильза 7 и выпускная трубка 8 выполнены таким образом, что между ними имеется кольцевой циркуляционный канал 11, соединенный с полостью 12 цилиндрического корпуса 1, а сама форсунка размещена коаксиально в корпусе горелки 13, внутри которого устроены концентрично каналы первичного и вторичного воздуха 14 и 15 соответственно, и помещенном, в свою очередь, в амбразуре топки 16.

Работа форсунки осуществляется следующим образом (общая работа горелки не рассматривается). При наличии на выходе из выпускных отверстий 5 капель мазута, нагретых до температуры кипения (мазут подогревается в пусковом подогревателе, который на фиг. 1-3 не показан), и первичного воздуха из канала первичного воздуха 14 (завихритель на фиг. 1-3 не показан) срабатывает автоматика и происходит розжиг мазутовоздушной смеси, подача вторичного воздуха из канала вторичного воздуха 15, в результате чего образуется факел, омывающий наружную поверхность нагревательной гильзы 7, температура которого превышает 1000°С. В тоже время мазут из топливоподающей трубки 3 и выпускной трубки 8 через отверстия перфорированного клапана 9 (при малой нагрузке и закрытом клапане 9) и через щель между торцом трубки 8 и отверстия перфорированного клапана 9 (при больших нагрузках и открытом клапане 9) поступает в циркуляционный канал 11. При соприкосновении высокотемпературного газового потока факела с наружной поверхностью нагревательной гильзы 7 (которая находится в зоне топки) от него через стенку гильзы 7 происходит интенсивная передача тепла потоку мазута, движущемуся по кольцевому циркуляционному каналу 11, который нагревается при этом до температуры термического крекинга (500-600°С). В результате нагрева мазута до этой температуры в циркуляционном канале 11 и полости 12 происходит процесс высокотемпературного крекинга при низком давлении, сопровождаемый деструкцией тяжелых углеводородов мазута на более легкие [Смидович Е.В. Технология переработки нефти и газа. Ч. 2-я. Крекинг нефтяного сырья и переработка углеводородных газов, 1980, с. 61-75]. Для минимального коксообразования время нагрева мазута в циркуляционном канале 11 должно быть ограниченным, что регулируется температурой и скоростью движения мазута в циркуляционном канале 11. Деструктурированный мазут, представляющий собой парогазожидкостную смесь (в результате процесса термического крекинга значительная часть тяжелых углеводородов мазута распадается на более легкие, которые закипают с образованием пара) из отверстия 6 поступает в полость 12, где его динамическое давление преобразуется в статическое и из выпускных отверстий 5 поступает в зону горения. При этом образующиеся частицы кокса также увлекаются потоком деструктурированного мазута за счет его высокой скорости. В зоне горения парогазожидкостные частицы деструктурированного мазута, транспортирующие на своей поверхности частицы кокса из зоны крекинга и имеющие меньшее содержание тяжелых углеводородов и более равномерный состав, чем недеструктурированный мазут, быстро испаряются и быстро сгорают совместно с частицами кокса, в результате чего уменьшаются потери от химической и механической неполноты сгорания топлива (q3 и q4). Изменение мощности горелки и соответственно нагрузки по топливу осуществляется за счет возрастания давления на перфорированный клапан 9, сжимающего упругий элемент 10 с образованием щели между клапаном 9 и торцом трубки 8. При этом процесс нагрева мазута до температуры крекинга регулируется автоматически в зависимости от расхода топлива. Так, при малом расходе мазута скорость его движения в циркуляционном канале 11 снижается, интенсивность обогрева нагревательной гильзы 7 снижается (границы факела удаляются от гильзы 7), поэтому количество тепла, воспринятого мазутом, также снижается. При большом расходе мазута скорость его движения в циркуляционном канале 11 увеличивается, интенсивность обогрева нагревательной гильзы 7 также увеличивается (границы факела приближаются к гильзе 7), как и количество тепла, воспринятого мазутом.

Таким образом, предлагаемая конструкция форсунки для горелки позволяет проводить термическую деструкцию мазута в самой форсунке, уменьшающую содержание тяжелых углеводородов в нем, в результате чего увеличивается полнота сгорания частиц мазута в зоне горения, снижаются потери от механической и химической неполноты сгорания и выбросы несгоревших остатков топлива в атмосферу.



Форсунка для горелки, размещенная коаксиально в корпусе горелки, внутри которого устроены концентрично каналы первичного и вторичного воздуха, содержащая цилиндрический корпус, диффузор, топливоподающую трубку, распылительную головку с распылительными отверстиями, отличающаяся тем, что днище цилиндрического корпуса выполнено в форме диффузора и насажено с наружной стороны на наружную сторону торца топливоподающей трубки, в распылительной головке выпускные отверстия размещены по ее периферии, в ее центре устроено центральное отверстие, закрытое нагревательной гильзой, обращенной в топочную камеру и расположенной в ней, внутри по центру нагревательной гильзы помещена выпускная трубка, соединенная своим левым торцом с топливоподающей трубкой и закрытая с правого торца перфорированным клапаном, прижатым упругим элементом, который опирается на внутреннюю поверхность торцевой крышки нагревательной гильзы, причем выпускная трубка в нагревательной гильзе расположена таким образом, что между ними имеется кольцевой циркуляционный канал, соединенный с полостью цилиндрического корпуса.



 

Похожие патенты:

Изобретение может быть использовано в двигателях внутреннего сгорания. Предложена электрически нагреваемая распылительная форсунка, содержащая керамический стержень, в котором предусмотрен проточный канал (2), имеющий по меньшей мере одно отверстие (3) для распыления текучей среды, причем указанный керамический стержень включает в себя внутренний керамический проводник (4) и внешний керамический проводник (5), между которыми размещен керамический изолятор (6), причем в указанном отверстии (3) внешний керамический нагревательный проводник (5) имеет каталитически активное покрытие (7).

Изобретение относится к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим для горения перегретый водяной пар. Горелочное устройство содержит расположенные соосно корпус, парогенератор водяного пара, установленный в корпусе и состоящий из бачка-испарителя, паросепаратора, выполненных в виде кольцевых камер, пароперегревателя, выполненного в виде трубки с полыми стенками и установленного внутри бачка-испарителя, и паровой форсунки, установленной снизу пароперегревателя с возможностью подачи пара и вместе с ним горящей смеси сквозь пароперегреватель, соединенных между собой трубками.

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для сжигания, использующее плазму, включает корпус камеры сгорания, выполненный цилиндрическим и выполняющий функцию положительного электрода, причем на внешнюю поверхность корпуса камеры сгорания навита трубка подачи топливной смеси в форме змеевика, и он выполнен открытым с двух сторон, стержень, выполняющий функцию отрицательного электрода, установленный с одной открытой стороны корпуса камеры сгорания снаружи него, при этом имеется блок подачи постоянного электрического тока для подачи постоянного электрического тока на положительный и отрицательный электроды, и узел плазменного факела, включающий трубку подачи пара, установленную между корпусом камеры сгорания и отрицательным электродом с возможностью подавать пар от узла генерации пара для образования высокотемпературного плазменного факела внутри корпуса камеры сгорания.

Изобретение относится к конструкции мазутных и газомазутных горелок, систем сжигания жидкого топлива, и может быть использовано в различных областях техники. .

Изобретение относится к форсункам с непосредственным впрыскиванием жидкого топлива в пространство сгорания, находящееся под атмосферным давлением. .

Изобретение относится к двигателестроению, в частности к предпусковому прогреву двигателей внутреннего сгорания автомобильного транспорта. .

Изобретение относится к устройствам для сжигания газомазутных видов топлива и может быть использовано в топливосжигающих установках. .

Изобретение относится к области энергетики и может быть использовано для отопления и дезинфекции животноводческих, птицеводческих и других производственных помещений и теплиц.

Изобретение относится к области энергетического машиностроения, в частности к конструкции мазутных и газомазутных горелок, систем сжигания жидкого топлива, и может быть использовано в различных областях техники.

Изобретение относится к области энергетики. Мобильное, работающее на жидком топливе отопительное устройство содержит камеру (2) сгорания, которая имеет вход (3) для воздуха сгорания, при этом камера (2) сгорания имеет примыкающий ко входу (3) для воздуха сгорания расширяющийся участок (20), поперечное сечение которого увеличивается с увеличением расстояния от входа (3) для воздуха сгорания, и в котором во время работы воздух сгорания реагирует с топливом со сгоранием с образованием пламени; подачу топлива, которая расположена так, что топливо подается в расширяющийся участок (20); и направляющее воздух приспособление (6), которое предназначено для направления воздуха сгорания с проходящей в окружном направлении составляющей потока в расширяющийся участок (20) так, что в расширяющемся участке (20) образуется осевая зона рециркуляции, в которой газы текут противоположно основному направлению (Н) потока в направлении входа (3) для воздуха сгорания, при этом подача топлива имеет форсунку (15) для впрыска топлива на входе (3) для воздуха сгорания. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность отопительного устройства. 14 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области энергетики. Мобильное отопительное устройство, работающее на жидком топливе, содержит камеру (2) сгорания, которая имеет вход (3) для воздуха сгорания, причем камера сгорания имеет примыкающий к входу (3) для воздуха сгорания расширяющийся участок (20), поперечное сечение которого увеличивается с увеличением расстояния от входа (3) для воздуха сгорания, и в котором во время работы воздух сгорания сгорает с топливом с образованием пламени; подвод топлива, который расположен так, что топливо подается в расширяющийся участок (20); и направляющее воздух приспособление (6), которое выполнено для направления воздуха сгорания с проходящей в окружном направлении составляющей потока в расширяющийся участок (20) так, что в расширяющемся участке (20) образуется осевая зона (RB) рециркуляции, в которой газ проходит противоположно основному направлению (Н) потока в направлении входа (3) для воздуха сгорания, причем камера (2) сгорания разделена аэрогидродинамически на первичную зону (PZ) сгорания и вторичную зону (SZ) сгорания, первичная зона (PZ) сгорания имеет расширяющийся участок (20) и зону (RB) рециркуляции, и вторичная зона (SZ) сгорания снабжена входом (23) для вторичного воздуха сгорания так, что во вторичной зоне (SZ) сгорания устанавливается более высокий коэффициент избытка воздуха сгорания, чем в первичной (PZ) зоне сгорания. Изобретение позволяет повысить эксплуатационную надежность устройства и снизить выброс вредных веществ при сгорании. 15 з.п. ф-лы, 6 ил.

Предложенное изобретение относится к строению конструктивных элементов камеры сгорания испарительной горелки. Блок днища камеры сгорания испарительной горелки содержит днище (24) с первой стенкой днища (26) и предпочтительно с первой окружающей стенкой (32), распространяющейся от внешней краевой зоны (28) первой стенки днища (26) в направлении продольной оси (L) блока днища (18). Пористый элемент испарителя (44), местами закрывающий стенку днища (26), располагается на передней стороне (42) первой стенки днища (26), обращенной к камере сгорания (20). Выполненная в форме кольца поддерживающая деталь (34) имеет вторую окружающую стенку (36) с зоной установки (40), зафиксированной на пористом элементе испарителя (44). Причем зона установки (40) содержит участок установки (62), распространяющийся от окружающей стенки (36) радиально внутрь и охватывающий пористый элемент испарителя (44) в его радиальной внешней зоне (66), и несколько выступов установки (68). Выступы установки расположены друг за другом вокруг продольной оси (L) на расстоянии друг от друга и распространяются в направлении к пористому элементу испарителя (44). Причем пористый элемент испарителя (44) прижат, по меньшей мере, посредством выступов установки (68) в его радиальной внешней зоне (66) к первой стенке днища (26). При использовании изобретения обеспечивается прочное соединение элементов конструкции и эффективная теплопередача между днищем и пористым элементом испарителя. 2 н. и 11 з.п. ф-лы, 4 ил.
Наверх