Способ подготовки топливний смеси для огнеструйных горелок

 

О П ИСАНИЕ

1 ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ!

Союз Советскик

Социалистическик

Республик

»875023 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 10.08.78 (21) 2654536/22-03 (51) М. Кл.з

Е 21 С 21/00

Е 21 В 7/14 с присоединением заявки №вЂ” (ЯЗ) Приоритет—

Государстеенный комитет (53) УДК 622.243..94 (088.8) Опубликовано 23.10.81. Бюллетень № 39

Дата опубликования описания 28.10.81 па делам изобретений и открытий

Н. А. Гальченко, В. А. Гальченко, Л. П. Де)зябкина

Ф т

Криворожский ордена Трудового Красног институт Министерства высшего и сред образования Украинской CCP (72) Авторы изобретения и Р. B. Попов / иррудный ьцого / (7 l ) 3 <1» в и 1 е.1 ь (54) СПОСОБ ПОДГОТОВКИ ТОПЛИВНО1 1 СМЕСИ

ДЛЯ ОГНЕСТРУЙНЫХ ГОРЕЛОК

Изобретение касается способа подготовки топливной смеси для огнеструйных горелок, используемых для разрушения горных пород и поверхностной обработки. каменных блоков.

Известны способы подготовки топливной смеси, направленные на интенсификацию процесса горения в камере сгорания огнеструйных горелок, в соответствии с которыми газообразный окислитель предварительно подогревают, пропуская его в кольцевом зазоре между камерой сгорания и корпусом горелки, а затем подают в камеру сгорания, куда одновременно впрыскивают жидкое горючее, образующее вместе с окислителем топливную смесь (1).

Известен также способ подготовки топливной смеси для огнеструйных горелок, 15 когда предварительному нагреву подвергают жидкое горючее, для чего распыливающая горючее форсунка располатается в зоне горения факела, и окислитель, поступающий в камеру сгорания через радиальные отверстия в ее стенке из зазора между этой камерой и корпусом, где он подогревается (2) .

При известных способах подготовки топливной смеси в камере сгорания горелки не удается создать зону пониженного давления, в результате чего снижается надежность запуска и не исключается возможность срыва пламени в процессе эксплуатации. Кроме того, применение форсунок для распыливания горючего не обеспечивает качественного распыления. Отдельные капли горючего снижают температуру в камере сгорания, зона интенсивного горения не имеет четкой границы и находится на значительном расстоянии от форсунки, поэтому процесс горения протекает недостаточно интенсивно. При этом наличие форсунки для распыливания горючего усложняет конструкцию применяемых огнеструйных горелок.

Наиболее близким по технической сушности к изобретению является способ подготовки топливной смеси .для огнеструйных горелок, согласно которому газообразный окислитель и жидкое горючее предварительно перемешивают и подогревают в форкамере горелки, а затем .полученную топливную смесь подают в камеру сгорания горелки для сжигания (3).

875023

Устройство для реализации этого способа достаточно сложно по конструкции, так как кроме форкамеры оно имеет еще испарительную камеру, сообщаемую с магистралью для подвода жидкоГо горючего и через ряд тангенциально направленных отверстий с пространством форкамеры, которые ориентированы навстречу направлению движения окислителя, поступающего в фор камеру.

При движении топливной смеси в форкамере происходит диспергирование горючего и улучшается качество смешения благодаря тому, что испарительная камера своей внешней поверхностью способствует турбулизации топливной смеси. Полученная топливная смесь подается в камеру сгорания горелки через кольцевое сопло, образованное стенками испарительной камеры и форкамеры. . При этом на срезе кольцевого сопла, за испарительной камерой, образуется зона пониженного давления, в которую противотоком устремляются раскаленные продукты сгорания. Это в некоторой степени позволяет повысить надежность запуска и устойчивость горения.

Однако значительно улучшить качество смешения топливной смеси при данном способе не удается, так как горючее впрыскивается в камеру сгорания со стороны ее верхней крышки совместно с потоком окислителя, где собственно и производят смешение и нагревание окислителя и горючего.

В связи с этим снижается интенсивность процесса горения, теряется тепловая энергия и снижается эффективность работы горелки.

Цель изобретения — улучшение качества подготавливаемой топливной смеси и упрощение конструкции применяемых огнеструйных горелок.

Эта цель достигается в результате того, что смешение и подогревание газообразного окислителя и жидкого горючего осуществляют в кольцевом зазоре между камерой сгорания и корпусом горелки, для чего горючее подают в поперечном направлении к движению окислителя в этом зазоре.

На чертеже показана схема огнеструйной горелки, работающей в соответствии с предлагаемым способом.

Способ подготовки топливной смеси осуществляется следующим образом.

Газообразный окислитель подают в кольцевой зазор 1 между корпусом 2 и камерой 3 сгорания горелки из трубопровода 4 и направляют его в сторону крышки 5 корпуса 2. По мере движения окислителя в кольцевом зазоре 1 камера 3 сгорания охлаждается, а окислитель нагревается и поступает в нее через радиальные отверстия 6 в ее стенке.

Поступивший в камеру 3 сгорания окислитель охлаждает ее внутреннюю поверхность, дополнительно перемешивает топливную смесь и участвует в процессе горения.

Меньшая часть подогретого окислителя движется в кольцевом зазоре 1 в сторону крышки 5. Горючее из трубопровбда 7 подают в поперечном к движению потока окислителя направлении в кольцевой зазор 1, где оно распыляется до газообразного состояния и смешивается с потоком нагретого (до 500—

600 С) окислителя.

Струя образованной топливной смеси, 1О богатой горючим, встречаясь с крышкой 5, разворачивается и через зазор 8 между крышкой 5 и торцем камеры 3 сгорания поступает в нее. При этом, навстречу обогащенной горючим топливной смеси через радиальные отверстия 6 движется- обедненis ная горючим топлиВная смесь, которая перемешивает богатую топливную смесь и пополняет ее окислителем до соотношения, когда становится возможным горение топливной смеси. В результате обеспечивается более качественное смешение горючего с окислителем.

В центральной части зазора 8 и вблизи крышки 5 образуется зона пониженного давления, в которую противотоком устремляются раскаленные газы продуктов сгорания. Благодаря этому облегчается воспламенение топливной смеси в камере 3 сгорания, достигается устойчивое горение без срыва пламени, увеличивается время пребывания топливной смеси в камере 3 сгозп рания и интенсивность процесса .горения.

Полученная в камере 3 сгорания топливная смесь сгорает с выделением тепловой энергии и истекает через сопловое отверстие 9 в виде сверхзвуковой высокотемпературной струи, производящей разрушение

З5 горной породы.

При предлагаемом способе подготовки топливной смеси отпадает необходимость использования форсунок и различных подготовительных камер в конструкции огнеструйных горелок, что упрощает их эксплу4о атацию и повышает срок службы.

Формула изобретения

Способ подготовки топливной смеси для огнеструйных горелок, согласно которому газообразный окислитель и жидкое горючее предварительно перемешивают и подогревают в форкамере горелки, а затем полученную топливную смесь подают в камеру cro50 рания горелки для сжигания, отличающийся тем, что, с целью улучшения качества подготавливаемой топливной смеси и упрощения конструкции применяемых огнеструйных горелок, смешение и подогревание газообразного окислителя и жидкого горюче55 го осуществляют в кольцевом зазоре между камерой сгорания и корпусом горелки, для чего горючее подают в поперечном направлении к движению окислителя в этом зазоре.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 209369, кл. Е 21 С 21/00, 1962.

875023

2. Авторское свидетельство СССР

¹ 477237, кл. Е 21 С 21/00, 1973.

3. Авторское свидетельство СССР по заявке № 2544582/22-03, кл. Е 21 С 21/00, 1977 (прототип).

Составитель В. Махаева

Редактор Н. Лазаренко Техред А. Бойкас Корректор Г. Огар

Заказ 9285/56 Тираж 630, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, ж — 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4