Горелочное устройство

Авторы патента:

F23C99/00 - Устройства для сжигания жидкого, газообразного и пылевидного топлива (устройства для сжигания твердого топлива F23B; горелки, форсунки F23D, конструктивные элементы камер сгорания, не отнесенные к другим подклассам F23M; камеры сгорания для получения продуктов сгорания высокого давления или высокой скорости F23R)

Владельцы патента RU 2678150:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) (RU)

Изобретение относится к теплоэнергетике. Горелочное устройство содержит корпус, камеру газогенерации с соплом и воздухоподводящими отверстиями, встроенный парогенератор водяного пара, состоящий из бачка-испарителя, паропровода и паровой форсунки, размещенной в камере газогенерации соосно с соплом, а также содержит установленный в корпусе тепловой электрический нагреватель, над которым установлен бачок-испаритель, а сверху бачка-испарителя установлена камера газогенерации. Технический результат - исключение дымления в помещении от горелочного устройства. 1 ил.

Техническое решение относится к теплоэнергетике, а именно к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим для горения водяной пар, и может применяться для поджигания твердого топлива в бытовых водогрейных котлах.

Известно жидкотопливное горелочное устройство, использующее для горения перегретый водяной пар и применяющееся для поджигания твердого топлива в бытовых водогрейных котлах (патент РФ №2373458, F23C 99/00, F23L 7/00, 20.11.2009). Известное горелочное устройство содержит корпус, встроенный парогенератор водяного пара с паровой форсункой и камеру газогенерации. В корпусе, сбоку, установлено сопло для выхода факела, а паровая форсунка расположена в камере газогенерации соосно с соплом и соединена с пароперегревателем. Встроенный парогенератор состоит из трех отдельных блоков, причем пароперегреватель выполнен в виде кольцевой камеры, а паросепаратор расположен внутри пароперегревателя. Бачок-испаритель расположен сверху паросепаратора и пароперегревателя. Все три блока парогенератора и паровая форсунка соединены трубками и не имеют общих стенок.

Недостатком известного устройства является дымление в помещение на начальной стадии работы горелочного устройства до вскипания воды в бачке-испарителе.

При пуске холодного водогрейного котла, особенно в условиях большого перепада температур внутри котельной и снаружи, воздух по дымовой трубе поступает в помещение котельной. Поэтому на начальном этапе работы горелочного устройства (до вскипания воды в бачке-испарителе) дым от сгорающего жидкого топлива может накапливаться в помещении котельной даже при наличии вытяжной вентиляции, что приводит к нарушению санитарно-гигиенических норм. После выхода горелочного устройства на режим интенсивного горения в струе перегретого водяного пара, поступление дыма в помещение прекращается, поскольку выделяемой тепловой энергии достаточно для изменения направления потока в дымовой трубе.

Наиболее близким решением по технической сущности и совокупности существенных признаков является горелочное устройство (патент РФ №2516065, F23B 99/00, F23C 99/00, 20.05.2014). Известное устройство содержит корпус с камерой газогенерации, соплом, воздуховодами и парогенератором водяного пара, состоящим из бачка-испарителя, паропровода, непосредственно соединяющего паровую форсунку с бачком-испарителем, причем нижняя поверхность бачка-испарителя служит верхней поверхностью камеры газогенерации.

Дымление в помещение от горелочного устройства происходит потому, что в нем сначала жидкое топливо горит в отсутствие струи пара, образуя сажистое пламя. Интенсивность горения в данном режиме не достаточна для формирования в дымовой трубе потока, направленного наружу, только после закипания воды в бачке-испарителе горелочное устройство выходит на рабочий режим, обеспечивающий прекращение дымления в помещение.

Технической задачей предлагаемого решения является исключение дымления в помещение от горелочного устройства. Поставленная задача решается тем, что в горелочном устройстве, содержащем корпус, камеру газогенерации с соплом и воздухоподводящими отверстиями, встроенный парогенератор водяного пара, состоящий из бачка-испарителя, паропровода и паровой форсунки, размещенной в камере газогенерации соосно с соплом, дополнительно предусмотрено наличие установленного в корпусе теплового электрического нагревателя, над которым установлен бачок-испаритель, а сверху бачка-испарителя установлена камера газогенерации.

Указанная совокупность признаков предлагаемого технического решения за счет расположения блоков устройства и наличия теплового электрического нагревателя, обеспечивающего возможность сначала нагреть воду в бачке-испарителе до кипения, а уже потом поджечь жидкое топливо, позволяет решить поставленную задачу исключения дымления в помещение. В момент поджигания топлива из паровой форсунки уже истекает струя водяного пара, которая увлекает за собой сажистый факел, засасывая при этом воздух через воздухоподводящие отверстия, что приводит к значительной интенсификации горения в камере газогенерации. Температура пламени повышается, происходят процессы паровой газификации промежуточных продуктов горения, которые выносятся через сопло и догорают в факеле при смешении с кислородом воздуха, окончательные продукты сгорания уходят через дымовую трубу. При этом дымления в помещение от горелочного устройства не происходит.

Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения горелочного устройства и чертежом общего вида устройства в продольном разрезе.

Горелочное устройство содержит корпус 1 с камерой газогенерации 2 и соплом 3, воздухоподводящими отверстиями 4 и встроенный парогенератор 5 водяного пара, состоящий из бачка-испарителя 6, паропровода 7 и паровой форсунки 8. Горелочное устройство также содержит тепловой электрический нагреватель 9. Паровая форсунка 8 установлена в держателе 10. В бачок-испаритель 6 вмонтирована горловина 11, с крышкой 12. На камеру газогенерации 2 установлена крышка 13. К тепловому электрическому нагревателю присоединен электрический шнур 14. Вся конструкция парогенератора 5 вместе с тепловым электрическим нагревателем 9 установлена в корпусе 1 на лапках 15.

Устройство работает следующим образом.

В бачок-испаритель 6 с предварительно снятой крышкой 12 заливают дистиллированную воду, а в камеру газогенерации 2 - жидкое топливо (в том числе - дизельное топливо) при снятой крышке 13. Тепловой электрический нагреватель 9 посредством шнура 14 подключают к внешнему источнику электрической энергии. Вода в бачке-испарителе 6 закипает, водяной пар через форсунку 8 поступает в виде струи в камеру газогенерации 2. После этого поджигается жидкое топливо, закрывается крышка 13, и горелочное устройство сразу переходит к рабочему режиму. В результате исключается дымление в помещение от горелочного устройства.

Предлагаемое горелочное устройство создает высокотемпературный факел мощностью до 10 кВт, и время работы зависит от емкости бачка-испарителя, количества залитой воды и жидкого топлива. Горелочное устройство создано для поджига угля в бытовых и промышленных печах. Горелочное устройство может применяться в промышленном производстве, где требуется интенсивный кратковременный прогрев, либо удаление лакокрасочных покрытий с небольших поверхностей и т.д.

Горелочное устройство, содержащее корпус, камеру газогенерации с соплом и воздухоподводящими отверстиями, встроенный парогенератор водяного пара, состоящий из бачка-испарителя, паропровода и паровой форсунки, размещенной в камере газогенерации соосно с соплом, отличающееся тем, что содержит установленный в корпусе тепловой электрический нагреватель, над которым установлен бачок-испаритель, а сверху бачка-испарителя установлена камера газогенерации.

Изобретение относится к области химии, а именно к способу экологически чистого каталитического сжигания газообразных топлив в системах автономного отопления и в теплоэнергетике.

Способы сжигания для потока топлива с низкой скоростью // 2672456

Изобретение относится к области энергетики. Способ выполнения сжигания в печи, оснащенной термохимическими регенераторами с отверстием для сжигания, через которое нагретый синтетический газ может поступать в печь, одним или более отверстиями для окислителя, через которые в печь может вводиться окислитель, и выпускным отверстием, которое соединено с печью и через которое газообразные продукты сжигания могут выходить из печи, включает: протекание нагретого синтетического газа через отверстие для сжигания в печь с импульсом F и со скоростью менее 15,24 метров в секунду (50 футов в секунду); введение по меньшей мере одного потока движущего газа с импульсом M, имеющего скорость по меньшей мере 30,48 метров в секунду (100 футов в секунду), внутрь отверстия для сжигания для подачи указанного синтетического газа в поток движущего газа и для выпуска получившегося комбинированного потока в печь; введение одного или более потоков окислителя с общим импульсом O через указанные одно или более отверстий для окислителя в печь, причем ось каждого потока окислителя расположена на расстоянии от 7,62 сантиметров до 76,2 сантиметров (от 3 дюймов до 30 дюймов) от внутреннего периметра отверстия для сжигания, и смешивание введенного окислителя с потоком топлива, который подается в поток движущего газа, для образования видимого пламени, проходящего в печь, не касаясь стенок и купола печи; выпуск газообразных продуктов сжигания из печи через выпускное отверстие с импульсом X, причем суммарный импульс F + M + O составляет более 150% от импульса X.

Способ инициирования детонации в трубе с горючей смесью и устройство для его осуществления // 2672244

Изобретение относится к способам и устройствам сжигания газообразного или распыленного жидкого топлива в режиме газовой или капельной детонации и может быть использовано в различных технологических устройствах и энергетических установках, работающих на импульсно-детонационном или непрерывно-детонационном горении, например, для инициирования детонации в непрерывно-детонационной камере сгорания турбореактивного двигателя.

Устройство для сжигания топлив // 2670641

Изобретение относится к горелочным устройствам для сжигания топлив. Устройство для сжигания топлив содержит цилиндрическую камеру с боковыми горизонтально и равномерно расположенными по окружности окнами, патрубок для подачи воздуха, топливоподающий узел, внешний кожух, образующий с цилиндрической частью камеры кольцевой зазор, в кольцевом зазоре расположено раскручивающее устройство с лопатками, плавно изогнутыми на 90° в сторону стенок камеры сгорания, площадь кольцевого зазора сопоставима с площадью окон, расположенных в цилиндрической части камеры, нижняя часть камеры сгорания по диметру больше цилиндрической части камеры сгорания в 1,25-1,5 раза и содержит патрубок ввода газов, ось которого сориентирована в центральную часть дна внешнего кожуха под углом 20-25° к его оси и 60-65° к его радиусу, запальную горелку с направляющей трубой, прикрепленную к патрубку ввода газов и предкамеру, расположенную в нижней части и в которой расположен топливоподающий узел с насадком, на стенках которого имеются отверстия разного диаметра.

Система оборотного водоснабжения // 2667215

Изобретение относится к контактным охладителям, в частности к градирням, и может быть использовано на тепловых электрических станциях для охлаждения оборотной воды.

Способ инициирования импульсной детонации // 2659415

Изобретение относится к способам детонационного сжигания топлива и может быть использовано для инициирования импульсной детонации в топливно-воздушной смеси в энергетических установках, импульсных детонационных двигателях.

Способ и устройство для сжигания сплава электроположительного металла // 2656217

Изобретение относится к области энергетики. Устройство для сжигания сплава электроположительного металла, причем этот электроположительный металл выбран из щелочных, щелочноземельных металлов, алюминия и цинка, а также их смесей, и этот сплав электроположительного металла включает в себя по меньшей мере два электроположительных металла, включающее в себя пористую горелку или устройство для распыления сплава электроположительного металла, устройство для подвода сплава электроположительного металла, предпочтительно в виде жидкости, во внутреннюю часть пористой горелки или к устройству для распыления сплава, которое выполнено для того, чтобы подводить к пористой горелке или к устройству для распыления сплава сплав электроположительного металла, предпочтительно в виде жидкости, устройство подвода горючего газа, которое выполнено для того, чтобы подводить горючий газ.

Устройство подогрева технологического газа в газораспределительной станции // 2655426

Изобретение относится к области энергетики. Устройство подогрева технологического газа в газораспределительной станции содержит теплообменник с трубопроводами подвода и отвода технологического газа и теплогенератор с камерой пульсирующего горения в составе камеры сгорания и труб-резонаторов, помещенных в рубашку с подводом и отводом теплоносителя в теплообменник, клапанно-смесительное устройство подготовки топливной смеси и свечу зажигания, а также узел подачи газа в камеру сгорания, состоящий из электромагнитных клапанов, управляемых регулятором температуры газов на выходе из теплообменника.

Горелка для тепловых блоков полевых установок // 2655025

Изобретение относится к теплоэнергетике, в частности к устройствам для сжигания жидкого топлива преимущественно испарительными форсунками, и может быть использовано на полевых средствах приготовления и транспортирования пищи и на других тепловых аппаратах.

Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания // 2652697

Изобретение относится к области энергетики. Способ подготовки газообразного топлива и воздуха перед подачей в устройстве сжигания заключается в том, что осуществляют обработку газообразного топлива в электрическом ионизаторе газообразного топлива, установленном на трубопроводе подачи газообразного топлива в камеру сгорания, осуществляют обработку воздуха в электрическом озонаторе воздуха, установленном на трубопроводе подачи воздуха в устройство сжигания, причем обработку газообразного топлива и воздуха, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, осуществляют путем воздействия на топливо и воздух коронным электрическим разрядом, создаваемым между электродами, расположенными в камерах обработки указанных ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха, подачу напряжения на клеммы электродов ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха осуществляют от двух источников высокого напряжения, один из которых подключен к клеммам электродов ионизатора газообразного топлива, а другой - к клеммам электродов озонатора воздуха, при этом на клеммы электродов ионизатора газообразного топлива и озонатора воздуха подают различное напряжение, которое регулируют при формировании коронных разрядов, соответственно в ионизаторе газообразного топлива и озонаторе воздуха, из условия получения максимальной температуры в устройстве сжигания.