горелка

Формула изобретения

Горелка, содержащая корпус, по оси которого установлены с возможностью продольного перемещения профилированная вставка и скрепленные топливная форсунка и конусный стабилизатор пламени, отличающаяся тем, что корпус горелки подключен к источнику дутьевого воздуха, горелка дополнительно снабжена установленным по оси корпуса с возможностью продольного перемещения и выполненным с конусностью 0,33 - 0,1 тонкостенным диффузором-дефлектором, максимальный диаметр которого меньше внутреннего диаметра корпуса не менее чем на 10 мм.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано для организации управляемого горения топлива. Известны горелки, содержащие подключенный к источнику толивовоздушной смеси корпус, снабженный на входе конфузорно-диффузорным насадком, по оси которого установлен с возможностью продольного перемещения конусный стабилизатор пламени с максимальным диаметром, не превышающим диаметр пережима насадка [1].

Недостатком таких горелок является небольшой диапазон регулирования устойчивого горения, перегрев и прогорание выходной части корпуса на режимах работы с повышенной полнотой сгорания топлива и вследствие этого недостаточные эффективность и надежность работы горелки, низкий ресурс.

Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является горелка [2], принятая за прототип, отличающаяся от горелки, описанной в [1] тем, что по оси корпуса горелки установлена жестко скрепленная с монолитным конусным стабилизатором топливная форсунка, а конфузорно-диффузорный насадок может пермещаться в осевом направлении, при этом конфузорный и диффузорный участки насадка выполнены с конусностью соответственно 1,0 - 0,25 и 0,33 - 0,1.

Недостатком горелки, принятой за прототип, является перегрев и прогорание выходной части корпуса на некоторых режимах работы и вследствие этого недостаточная эффективность и надежность работы горелки, низкий ресурс.

Целью изобретения является повышение эффективности сжигания топлива, надежности работы и ресурса горелки.

Поставленная цель достигается тем, что на выходе проточной части корпуса горелки устанавливается с возможностью продольного перемещения тонкостенный диффузор-дефлектор, образующий охлаждающий канал для прохода части дутьевого воздуха и изолирующий неохлаждаемые детали горелки от соприкосновения с высокотемпературными продуктами сгорания.

Кроме того, для настройки горелки на оптимальный режим работы и одновременной эффективной тепловой защиты конструкции путем изменения соотношения расходов воздуха через охлаждающий канал и диффузор-дефлектор горелка может быть снабжена размещенной внутри охлаждающего канала профилированной вставкой с возможностью ее продольного перемещения, предназначенной для изменения площади проходного сечения охлаждающего канала.

На чертеже изображен общий вид горелки.

Горелка содержит корпус 1, подключенный к источнику дутьевого воздуха; тонкостенный диффузор-дефлектор 2, образующий охлаждающий канал 3; стержень 4 для продольного перемещения диффузора-дефлектора; подвижную профилированную вставку 5 со стержнем 6 для продольного перемещения; топливную форсунку 7, установленную по оси горелочного устройства; конусный стабилизатор пламени 8, жестко скрепленный с топливной форсункой.

Стабилизатор пламени имеет максимальный диаметр, не превышающий диаметр минимального проходного сечения деффузора-дефлектора.

Диффузор-дефлектор может быть выполнен с конусностью 0,33 - 0,1, а его максимальный диаметр должен быть меньше внутреннего диаметра корпуса не менее, чем на 10 мм.

Горелка работает следующим образом. В корпус 1 горелки подается необходимый для горения расход дутьевого воздуха; топливо подается через форсунку 7. С помощью диффузора-дефлектора 2 дутьевой воздух разделяется на два потока: основной, проходящий через диффузор-дефлектор к форсунке 7 со стабилизатором пламени 8, и вторичный, проходящий через охлаждающий канал 3. Основной поток воздуха перемешивается с распыленным форсункой 7 топливом, в результате образуется горючая смесь, которая первоначально поджигается от внешнего источника, а в последующем стабильное воспламенение новых порций горючей смеси и их устойчивое сгорание обеспечивается стабилизатором пламени 8.

Продольным перемещением топливной форсунки 7, скрепленной со стабилизатором 8, добиваются оптимальных размеров факела и положения зоны горения. Необходимую частоту вихреобразования, влияющую на качество распыла топлива и полноту его сгорания, подбирают продольным перемещением диффузора-дефлектора 2 относительно стабилизатора 8, что приводит к изменению скорости обтекания этого стабилизатора.

Нормальный тепловой режим работы горелки, исключение возможности перегрева и прогорания элементов конструкций обеспечивается наличием организованного потока вторичного воздуха, охлаждающего диффузор-дифлектор 2 и выходную часть корпуса 1, соприкасающихся с высокотемпературным потоком продуктов сгорания. Интенсивность охлаждения может регулироваться путем изменения площади проходного сечения охлаждающего канала за счет продольного перемещения вставки 5.

Таким образом, установка на выходе проточной части корпуса с возможностью продольного перемещения тонкостенного диффузора-дефлектора, образующего охлаждающий канал для прохода части дутьевого воздуха и изолирующего неохлаждаемые детали горелки от соприкосновения с высокотемпературными продуктами сгорания, позволяет расширить диапазон регулирования устойчивого горения без перегрева и прогорания элементов конструкции, что повышает эффективность сжигания топлива, надежность работы и ресурс.