Газовая горелка

 

ОП ИСАЙКЕ

ИЗЬБРИТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

< >954714 (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 19.05.78 (21) 2618061/24-06 (51) М. Кл.з с присоединением заявки №вЂ”

F 23 D 13/40

Гееударетееннмй кемнтет (23) Приоритет—

СССР

Опубликовано 30.08.82. Бюллетень № 32

Дата опубликования описания 05.09.82 (53) УДК 662.951..2 (088.8) пв денем нзебретеннй н аткрмтий (72) Авторы изобретения

В. Г. Базаров, Г. А. Смага, А. В. Кузьмин, 3. Ф. Капчиц, С. Ю. Денников, Х. П. Рохтла и П. И. Соосалу

Московский ордена,Ленина авиационный институт им. Серго Орджоникидзе и Всесоюзный научноисследовательский и проектно-конструкторский институт атомного энергетического машиностроения (71) ЗаявителИ (54) ГАЗОВАЯ ГОРЕ,ЛКА

Изобретение относится к теплоэнергетическому оборудованию и может быть использовано для сжигания газообразного топлива в топках теплонапряженных энергетических установок, камерах сгорания газотурбинных двигателей компрессорных станций, а также и ар о вы х котлов м алой мощности.

Известны инжекционные газовые горелки содержащие корпус с установленным на входе коллектором, наклонные сопла которого размещены между лопатками завихрителя (1).

Недостатком указанного устройства является неустойчивое горение и высокое содержание окислов азота в продуктах сгорания.

Известны также газовые горелки, содержащие воздухоподводящий канал с размещенным в нем газовым соплом, снабженным генератором акустических колебаний (2) .

Известные горелки обеспечивают интенсивное мелкомасштабное смешение газа с воздухом, однако при экономичных составах смеси вызывают существенное повышение содержания окислов азота в продуктах сгорания.

Цель изобретения — повышение устойчивости горения и снижение содержания окислов азота в продуктах сгорания.

Указанная цель достигается тем, что сопла коллектора на выходе снабжены газоструйными вихревыми генераторами акустических колебаний.

На фиг. 1 изображена предлагаемая горелка, продольный разрез; на фиг. 2 завихритель, вид с торца; на фиг. 3

)0 сопло (продольный разрез) с одним вариантом выполнения генератора акустических колебаний; на фиг. 4 — то же, с другим вариантом выполнения генератора акустических колебаний.

Газовая горелка содержит корпус 1 с 5 установленным на входе коллектором 2, наклонные сопла 3 которого размещены между лопатками 4 завихрителя 5. Сопла 3 коллектора 2 на выходе снабжены газоструйными вихревыми генераторами 6 акус2в тических колебаний, в которых выполнена камера 7 закручивания, подключенная к внутренней полости сопла 3 центральным струйным отверстием 8 и тангенциальными каналами 9. Вместо тангенциальных каналов 9 могут быть выполнены винтовые шне954714

3 новые каналы 10. Для упрощения изменения частотного диапазона генерируемых колебаний в генераторе 6 могут быть выполнены дополнительные тангенциальные каналы ll или дополнительные винтовые каналы 12 с противоположной закруткой относительно каналов 9 или О соответственно. Прн этом соотношение длины камеры закручивания и ее диаметра могут изменяться от излучателя к излучателю в диапазоне 12 — 36%.

Сопла 3 газового коллектора размещены в каналах 12, выполненных в корпусе 1 и подключенных к источнику воздуха.

При подаче воздуха в корпус 1, à газа в коллектор 2 воздух приобретает в завихрителе 5 вращательное движение и выходит в топочное пространство в виде спираль- ts но закрученных струй, разделенных вихревыми следами от выходных кромок лопаток

4. В эти струи вдувается через сопла 3 и генераторы 6 акустических колебаний газ в виде пульсирующих вихревых факелов.

Ориентированный по их длине вихревой

20 поток приобретает в топке спиральную форму. Пульсирующий газ образует в воздушных струях чередующиеся области газовоздушной . смеси переменного по времени и пространству состава, имеющие различное .время выгорании, Эти неоднородности имеют при обычных для горелочных устройств скоростях воздуха 80 м/с и акустических частотах 5 — 20 кГц размеры 5 — 30 мм длины и распространяются вместе со спиральными струями, разрушаясь и перемениваясь за счет интенсивной турбулентности вихревого течения в топке.

При. поджигания газовоздушной смеси на первом этапе происходит частичное сжигание газа в воздухе в образованных генератором 6 неоднородностях состава, а затем, по мере турбулентного перемешивания, йроисходит догорание продуктов неполного сГорания друг в друге в высокотемпературном потоке, Процесс горения трансформ и. рует колебания состава смеси в колебания тепловыделения и, таким образом, усиливает колебания давления от генераторов 6, генерируя их во всей зоне горения, что интенсифицирует процесс горения..

Поскольку масштаб вихревой турбулент. ности, равный шагу между лопатками 4 завихрителя 5, превышает размер неоднородностей, догорание является полным и ор. ганизация неоднородностей состава не вызывает снижения полноты сгорания.

Т аким образом, предлагаемая горелка обеспечивает двухстадийное сжигание газа, при котором обеспечивается пониженная температура зон первичного сжигания, за счет чего устраняется образование в них окислов азота, а дожигание в вихревом потоке происходит в присутствии горячих продуктов сгорания, что интенсифицирует химические реакции.

Формула изобретения

Газовая горелка, содержащая корпус с установленным на входе коллектором, наклонные сопла которого размещены между лопатками завихрителя, отличающаяся тем, что, с целью повышения устойчивости горения и снижения содержания окислов азота в продуктах сгорания, сопла коллектора на выходе снабжены газоструйными вихревыми генераторами, акустических колебаний, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 180725, кл. F 23 9 13/00, !964, 2. Авторское свидетельство СССР № 409056, кл. F 23 D 15/00, 1972.

954714

ФиеЗ

Составитель С. Гудкова

Техред А. Бойкас Корректор Ю. Макаренко

Тираж 598 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делан иэобретейнй н открытий

113035, Москва. Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филийл ППП аПатентэ, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Редактор С. Крупенина

Заказ 6168/36