топка

Формула изобретения

ТОПКА, содержащая цилиндрический корпус с воздушным патрубком и соосно расположенными в корпусе камерой сгорания и камерой дожигания с источником подачи дополнительного топлива, соединенные воронкой с образованием кольцевой воздушной полости между корпусом и упомянутыми камерами, сопла первичного и вторичного дутья, форсунку, отличающаяся тем, что с целью повышения экономичности, источник подачи дополнительного топлива выполнен в виде кольцевого коллектора, по образующей которого по касательной к условной окружности установлены по крайней мере четыре группы насадков, причем диаметры насадков одной группы равны, а проекции осей насадков каждой группы на плоскость поперечного сечения камеры дожигания попарно параллельны и направлены встречно друг другу.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при сжигании топлива.

Известна топка, содержащая соосно расположенные камеры сгорания и дожигания с тангенциально направленными соплами первичного и вторичного воздуха. Основной недостаток устройства низкая экономичность и повышенные габариты.

Наиболее близким техническим решением является устройство, содержащее соосно расположенные камеры сгорания и дожигания, рубашку, воронку и сопла первичного и вторичного дутья в несколько ярусов, касающихся условного цилиндра диаметром 0,40-0,45 диаметра камеры сгорания, а также группы насадков горючего, касающихся того же цилиндра и дожигания соответственно. Основной недостаток значительное снижение экономичности на переменных процессах (за пределами площадки стабилизации).

Цель изобретения повышение экономичности.

Это достигается за счет того, что топка, содержащая цилиндрический корпус с воздушным патрубком и соосно расположенными в корпусе камерой сгорания и камерой дожигания с источником подачи дополнительного топлива, соединенные воронкой с образованием кольцевой воздушной полости между корпусом и упомянутыми камерами, сопла первичного и вторичного дутья, форсунку, причем источник подачи дополнительного топлива выполнен в виде кольцевого коллектора, по образующей которого по касательной к условной окружности установлены по крайней мере четыре группы насадков, причем диаметры насадков одной группы равны, а проекции осей насадков каждой группы на плоскость поперечного сечения камеры дожигания попарно параллельны и направлены навстречу друг другу.

Исследования показали, что такая подача струй горючего позволяет значительно расширить диапазон изменения режимных параметров, в котором обеспечивается высокая эффективность массопереноса, что объясняется интенсификацией конвективной и турбулентной составляющих за счет соударения встречно-хордальных струй.

Различие в диаметрах насадков (для различных групп) позволяет исключить соударение струй, принадлежащих различным группам, и связанное с этим снижение качества смешения за счет отличия в траекториях струй. Известно, что

a где y ордината; х абсцисса; d_s коэффициент; гидродинамический параметр; d диаметр насадка. Индекс: s ось струи.

Таким образом, различия в "d" позволяют обеспечить различные значения х_s при y_s const и таким образом исключить соударение струй, принадлежащих разным группам с учетом нарастания ширины пограничного слоя.

Анализ научно-технической и патентной литературы показал, что известные технические решения, имеющие признаки, сходные с признаками прототипа, не обнаружены. Предлагаемое техническое решение обладает существенными отличиями.

На фиг. 1 приведено устройство, продольный разрез; на фиг.2 сечение А-А на фиг.1; на фиг.3 схема расположения насадка.

Устройство состоит из камеры сгорания 1 с соплами первичного дутья 2, форсункой 3 и камеры дожигания 4 с соплами вторичного дутья 5, коллектором 6 и кольцевым распределителем 7 с группами насадков 8, оси которых касаются поверхности условного цилиндра, причем насадки выполнены одинакового диаметра для одной группы, но разными для различных групп, и проекции осей насадков на плоскость поперечного сечения камеры дожигания попарно параллельны и направлены навстречу друг другу. Устройство содержит также воронку 9, рубашку 10 и патрубок 11.

Устройство работает следующим образом.

Воздух из патрубка 11 поступает в полость между воронкой 9 и рубашкой 10, а оттуда одна часть через сопла 2 в камеру сгорания 1, а другая через сопла 5 в камеру дожигания 4. Топливо подается в камеру сгорания 1 через форсунку 3. В камере сгорания топливо воспламеняется и частично выгорает. В камеру дожигания топливо из коллектора 6 поступает в распределитель 7, а оттуда через насадки 8 поступает в камеру дожигания 4, где обеспечивается эффективное смешение, воспламенение и выгорание по длине.

Предложенная схема подачи струй позволяет обеспечить высокое качество смешения при изменении режимных параметров в пределах площадки стабилизации.

Исследования, приведенные в лаборатории "Гидрогазодинамика и горение" в широком диапазоне изменения геометрических и режимных параметров 0-0,80; 1,0-2,06; 0,01-0,10 показали, что получение высоких значений качества смешения в широком диапазоне изменения режимных параметров возможно для различных групп.

где G массовый расход; плотность; d диаметр; А характерный размер потока. Индексы: 1 поперечная струя, 2 сносящий поток, см смесь, н насадок.