close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY 12074

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.06.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 12074
(13) C1
(19)
F 23D 17/00
УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА
(21) Номер заявки: a 20040954
(22) 2004.10.20
(43) 2006.04.30
(71) Заявитель: Войтенков Николай Григорьевич (BY)
(72) Авторы: Войтенков Николай Григорьевич; Морозов Роман Николаевич (BY)
(73) Патентообладатель: Войтенков Николай
Григорьевич (BY)
(56) RU 2053449 C1, 1996.
BY 970504, 1999.
SU 1719681 A1, 1992.
SU 1574992 A1, 1990.
RU 2053450 C1, 1996.
BY 12074 C1 2009.06.30
(57)
1. Устройство для сжигания жидкого топлива, содержащее форсунку, размещенную
по оси воздухоподающего корпуса, образованного коаксиально установленными обечайками, на выходе из которого расположена камера сгорания с установленным в ней стабилизатором, имеющим сквозное осевое отверстие, и рециркуляционная вставка в форме
усеченного конуса с образующей кривой второго порядка, отличающееся тем, что содержит воздушное регулирующее устройство, включающее воздухопережимную пластину, регулирующий шибер и регулятор подачи первичного воздуха, выполненный в виде
Фиг. 1
BY 12074 C1 2009.06.30
конуса и установленный на внутренней обечайке с возможностью осевого перемещения,
разделительную втулку с завихрителями, при этом стабилизатор выполнен в виде конического диска, расположен с торцевым зазором от воздушного регулирующего устройства и
с кольцевым зазором от воздуховода первичного воздуха, а рециркуляционная вставка обращена большим основанием в сторону форсунки и упруго подвешена на коническом диске.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что содержит дополнительные воздуховоды, радиально закрепленные в тангенциальном направлении на рециркуляционной вставке, поверхность которой выполнена волнистой, при этом воздухозаборная часть
дополнительных воздуховодов выступает за край рециркуляционной вставки.
3. Устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что рециркуляционная вставка упруго подвешена на коническом диске на плоских пружинах.
Изобретение относится к энергетическим устройствам и, в частности, может быть использовано для сжигания жидкого топлива в топливосжигающих установках, например в
котельных, и при приготовлении асфальтобетонных смесей.
Известны устройства для сжигания жидкого топлива, содержащие топливное распыливающее устройство, стабилизатор горения, сетку, топливопровод [1, 2]. Работа этих устройств заключается в том, что сжатое под большим давлением топливо через форсунку в
распыленном виде подают к краю выхода стабилизатора горения и где оно, при взаимодействии с рециркуляционными газами и воздухом, подогревается и интенсивно сгорает.
Недостатком известных устройств является необходимость использования устройства
для создания высокого давления топлива, что делает процесс сжигания более дорогим.
Кроме того, процесс слабо поддается регулированию по количеству подаваемого топлива
и воздуха и температуре подаваемого воздуха.
В качестве прототипа выбрано устройство для сжигания жидкого топлива, содержащее форсунку, размещенную по оси воздухоподающего корпуса, образованного коаксиально установленными обечайками, на выходе из которого расположена камера сгорания
с установленным в ней стабилизатором, имеющим сквозное осевое отверстие, и рециркуляционная вставка в форме усеченного конуса с образующей кривой второго порядка, обращенного большим основанием в сторону форсунки [3].
Работа этого устройства заключается в том, что топливный факел распыла падает на
поверхность рециркуляционной вставки, топливо распыляется, и под действием воздушного потока, через рециркуляционную вставку, образуется мелкодисперсный топливовоздушный поток, при поджигании которого происходит интенсивное сжигание топлива с
образованием рециркуляционных газов, которые частично через проволочное основание
рециркуляционной вставки эжектируются в первичный воздушный поток, подогревая его
и улучшая качество горения.
Основным недостатком этого устройства является образование нагара у основания рециркуляционной вставки, препятствующего прохождению рециркуляционных газов, что
ведет к ухудшению качества горения, снижению надежности работы устройства.
Задачей, решаемой изобретением, является повышение эффективности сжигания топлива при снижении требований к температуре предварительного подогрева жидкого топлива, его водонасыщенности и повышение надежности устройства за счет уменьшения
образования нагара, возможность регулирования топливного факела в зависимости от качества топлива и требуемой эффективности работы горелки.
Поставленная задача решается тем, что известное устройство для сжигания жидкого
топлива, содержащее форсунку, размещенную по оси воздухоподающего корпуса, образованного коаксиально установленными обечайками, на выходе из которого расположена
камера сгорания с установленным в ней стабилизатором, имеющим сквозное осевое от2
BY 12074 C1 2009.06.30
верстие, и рециркуляционную вставку в форме усеченного конуса с образующей кривой
второго порядка, согласно изобретению, содержит воздушное регулирующее устройство,
включающее воздухопережимную пластину, регулирующую шибер и регулятор подачи
первичного воздуха, выполненный в виде конуса и установленный на внутренней обечайке с возможностью осевого перемещения, разделительную втулку с завихрителями, при
этом стабилизатор выполнен в виде конического диска, расположен с торцевым зазором
от воздушного регулирующего устройства и с кольцевыми зазорами от воздуховода первичного воздуха, а рециркуляционная вставка обращена большим основанием в сторону
форсунки и упруго подвешена на коническом диске.
Поставленная задача разрешается также и тем, что устройство содержит дополнительные воздуховоды, радиально закрепленные в тангенциальном направлении на рециркуляционной вставке, поверхность которой выполнена волнистой, при этом воздухозаборная
часть дополнительных воздуховодов выступает за край рециркуляционной вставки.
Поставленная задача разрешается также и тем, что рециркуляционная вставка упруго
подвешена на коническом диске на плоских пружинах.
Таким образом, устройство позволяет так организовать процесс горения, что смесь
воздуха и паров топлива, подогретых в факеле, но не успевших сгореть до конца, с помощью рециркуляционной вставки подается к корню топливовоздушного факела, а это обеспечивает дополнительный подогрев воздушно-топливной смеси, активное ее
перемешивание и, в свою очередь, обеспечивает более полное сгорание и отсутствие на
элементах устройства нагара.
Кроме того, использование воздушного регулирующего устройства и разделительной
втулки с завихрителем позволяет создать непосредственно за ним зону разрежения для
подачи вторичного, уже подогретого от рециркуляционной вставки воздуха. Регулятор,
выполненный в виде конуса, позволяет изменять количество подаваемого первичного воздуха и соотношение первичного и вторичного воздуха. Это позволяет регулировать работу устройства для сжигания жидкого топлива в широком диапазоне и достаточно просто
зажигать горелку.
Упругое подвешивание рециркуляционной вставки на стабилизаторе позволяет ей совершать колебательные движения, тем самым активнее перемешивать и разбивать капельки топлива и, в конечном итоге, повысить качество сжигания смеси.
Изобретение поясняется чертежами.
На фиг. 1 показан продольный разрез устройства для сжигания жидкого топлива. На
фиг. 2 - вид А на фиг. 1. На фиг. 3 - вид Б на фиг. 2. На фиг. 4 - увеличенное изображение
воздухопроводящей щели.
Горелка состоит из воздухоподающего корпуса 1, завершающегося раструбом, внутри
которого смонтировано воздухорегулирующее устройство, состоящее из воздухопережимной пластины 2. Внутри воздухорегулирующего устройства установлен конический
регулятор 3 с возможностью его продольного перемещения между воздухоподающим
корпусом 1 и воздухопережимной пластиной 2. Внутри воздухоподающего корпуса 1 коаксиально установлена форсунка 4 с использованием уплотнительного кольца 5 и регулирующего шибера 6. Насадка 7 служит для создания дополнительного воздушного
пережима и создания струи воздуха. На выходе факела топлива установлена разделительная втулка 9 с завихрителями 10, выполняющими функцию предварительного распыла, с
одновременным заворотом топливовоздушного факела, совпадающим с заворотом воздушного факела вторичного воздуха. Последние могут быть выполнены на разделительной втулке 9 любым известным способом, например разрезкой и загибом или сваркой.
Струя воздуха, проходящая сквозь насадку 7, обеспечивает срыв горения с концов завихрителей 10, чем предотвращает образование на них нагара. На конце раструба закреплен
конический диск 11, внутренняя поверхность которого обеспечивает проток вспомогательного воздушного потока вдоль поверхности рециркуляционной вставки 12. Совокуп3
BY 12074 C1 2009.06.30
ность диска 11 и рециркуляционной вставки 12 является пластинчатым теплообменником,
выполняющим также функцию стабилизатора горения. Вставка 12 закреплена на коническом диске 11 посредством пластинчатых пружин 13. На наружной поверхности вставки
12 смонтированы дополнительные воздуховоды 14, воздухозаборная часть которых выступает за край воздухозаборной части рециркуляционной вставки 12, чем достигается их
более интенсивный нагрев факелом горения. Поверхность рециркуляционной вставки 12
может быть выполнена волнистой в тангенциальном направлении, как показано на фиг. 3.
Корень пламени - начало горения условно показано кривой а, а потоки рециркуляционного воздуха - кривой b.
В нижней части раструба воздухоподающего корпуса 1 выполнено дренажное отверстие 15, предназначенное для удаления излишков жидкого топлива, остающегося при
разжигании горелки. Коническая насадка 7 установлена на обечайке 16. Коническая насадка 3 установлена на обечайке 17. Обечайки смонтированы с возможностью независимого перемещения.
Устройство работает следующим образом. Воздух, подаваемый по воздухоподающему
корпусу 1, попадает на лопатки-завихрители 10 и через кольцевой зазор, образованный
воздуховодом и рециркуляционной насадкой, попадает в камеру сгорания. Изменяя величину зазора между воздухопережимной пластиной 2 и коническим регулятором 3, изменяют форму факела.
Кроме того, вторичный воздух под напором поступает через воздухозаборники дополнительных воздуховодов 14 и через воздухозаборник рециркуляционной вставки 12 к
кольцевому зазору между внутренним диаметром рециркуляционной вставки 12 и разделительной втулкой 9.
Первичный воздух, проходя через воздухорегулирующее устройство, образует разрежение за коническим диском 11, при этом обеспечивает подсос вторичного подогретого
на рециркуляционной вставке 12 воздуха и интенсивное перемешивание первичного и
вторичного воздуха. Далее часть смеси первичного и вторичного воздуха поступает на завихрители 10 разделительной втулки 9, сдувает валики суспензии, образованные топливным потоком, попавшим на них, образуя тем самым мелкодисперсную топливовоздушную
смесь. Вторая часть смеси воздуха поступает в промежуток между втулкой 9 и рециркуляционной вставкой 12, сдувая валики суспензии с другой стороны втулки 9.
После розжига горелки известными методами происходит разогрев рециркуляционной
вставки 12 и дополнительных воздуховодов 14. Причем основной разогрев осуществляется по краю рециркуляционной вставки 12 и дополнительных воздуховодов 14, а воздушные потоки, касающиеся разогретых поверхностей, повышают свою температуру и на
выходе из воздуховодов 14, вступая в контакт с парогазовой смесью рециркуляционной
области, образуют факелы горения, способствующие розжигу вспомогательного факела
горения, образованного потоком первичного воздуха и потоком, исходящим из кольцевого
зазора между рециркуляционной вставкой 12 и разделительной втулкой 9, причем первоначально этот поток предотвращает попадание открытого пламени в теневую зону разделительных элементов 10 втулки 9, предотвращая тем самым образование на них нагара.
Топливо, подогретое факелом горения, испаряется и интенсивно сгорает, образуя при
горении звуковые колебания, которые заставляют вибрировать упруго подвешенную рециркуляционную вставку 12. Такие колебания рециркуляционной вставки 12 со звуковой
частотой позволяют интенсифицировать теплообменные процессы и интенсифицируют
процесс горения.
Таким образом достигается новый положительный эффект, заключающийся в повышении интенсивности сжигания топлива за счет регулируемого распределения первичного
холодного и вторичного подогретого воздуха и использования энергии звуковых колебаний, автоматически возникающих в рециркуляционной вставке в процессе горения. Сле-
4
BY 12074 C1 2009.06.30
дует отметить, что рассеяние энергии звуковых волн в пламени позволяет сделать работу
форсунок существенно более тихой.
Использование предлагаемого способа и устройства позволяет, по сравнению с существующими, резко снизить требования к температуре предварительного подогрева мазута,
его влагонасыщенности и уменьшить связанные с нарушением этих параметров потери
топлива.
Заявленный способ был осуществлен при сжигании мазута М-100 с температурой
предварительного подогрева 70 °С при давлении 6 атм на асфальтобетонной установке
Д-158. Все параметры розжига и горения, а также содержание СО было в норме.
Источники информации:
1. А.с. СССР 1574992, МПК F 23D 11/04, 1987.
2. Патент СССР 1719681, МПК F 23D 47/02, 1991.
3. Патент РФ 2053449, МПК F 23D 17/00, 1996 (прототип).
Фиг. 2
Фиг. 3
5
BY 12074 C1 2009.06.30
Фиг. 4
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
6
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
587 Кб
Теги
12074, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа