горелка для сжигания жидкого топлива

Формула изобретения

1. Горелка для сжигания жидкого топлива, включающая корпус, выполненный в виде улитки, с размещенным внутри полым валом, причем вал установлен с возможностью вращения и с закрепленной на валу, как минимум, одной лопаткой вентилятора, и с закрепленными на корпусе всасывающим и выхлопным патрубками, форсунку, выполненную в виде стержня с осевым и радиальными отверстиями, кроме того, форсунка установлена в конусном стакане, жестко закрепленном на полом валу, сопло и привод, отличающаяся тем, что перед соплом установлен экран, выполненный, например, в виде тарелки, взаимодействующий с трубопроводом, закрепленным на корпусе горелки, причем трубопровод противоположным от экрана концом соединен, как минимум, с одним сопловым отверстием, взаимодействующим, как минимум, с одной лопаткой, жестко закрепленной на валу за лопаткой вентилятора по ходу движения воздуха.

2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что на трубопроводе выполнен, как минимум, один эжектор.

3. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что в корпусе горелки размещена замкнутая горизонтальная перегородка и плотно прилегающая к ней вертикальная перегородка с размещенным на ней сопловым отверстием, при этом горизонтальная и вертикальная перегородки образуют полость для размещения лопатки.

4. Горелка по п.1 или 3, отличающаяся тем, что между корпусом и горизонтальной перегородкой размещен канал для прохода воздуха, поступающего от лопатки вентилятора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к горелкам для сжигания жидкого топлива и может быть использовано в коммунальном хозяйстве для нагрева воды в котлах, а также в строительстве, сельском хозяйстве и пищевой промышленности.

Известна горелка для сжигания мазута, включающая корпус, выполненный в виде улитки с размещенным внутри валом, выполненным с возможностью вращения, на котором закреплены лопатки вентилятора, и с закрепленными на корпусе всасывающим и осевым выхлопным патрубками для подачи воздуха, соплом и форсункой, размещенной в конусном стакане, жестко закрепленном на валу, и привод (Книга "Рациональное использование мазута в паровых котлах предприятий пищевой промышленности", М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981, с. 24-27).

Недостатком данной горелки является невозможность использовать ее без дополнительного источника энергии (механической, электрической и т.д.) для осуществления вращения насоса и лопаток вентилятора. Поэтому в таких горелках, как правило, используют электропривод, без которого невозможна работа горелки.

Известны газомазутные горелки, включающие корпус, выполненный в виде улитки, вентилятор с электродвигателем, короткофакельную форсунку, смеситель, топливопровод, выполненный в полом валу (Книга "Паровые и водогрейные котлы", М.: Энергоиздат, 1987, с. 76-81 - прототип). Недостатком данной горелки является невозможность использования ее без дополнительного источника энергии (механической, электрической и т.д.) для осуществления вращения насоса и лопаток вентилятора. Без индивидуального привода невозможна работа таких горелок.

Задачей изобретения является создание горелки без индивидуального привода.

Поставленная задача решается горелкой для сжигания жидкого топлива, включающей корпус, выполненный в виде улитки, с размещенным внутри полым валом, причем вал установлен с возможностью вращения и с закрепленной на валу, как минимум, одной лопаткой вентилятора и с закрепленном на корпусе всасывающим и выхлопным патрубками, форсунку, выполненную в виде стержня с осевым и радиальными отверстиями, кроме того, форсунка установлена в конусном стакане, жестко закрепленном на полом валу, сопло и привод, по изобретению перед соплом установлен экран, выполненный, например, в виде тарелки, взаимодействующий с трубопроводом, закрепленном на корпусе горелки, причем трубопровод противоположным от экрана концом соединен, как минимум, с одним сопловым отверстием, взаимодействующим, как минимум, с одной лопаткой, жестко закрепленной на валу за лопаткой вентилятора, по ходу движения воздуха.

По пункту 1 изобретения на трубопроводе выполнен, как минимум, один эжектор.

По пункту 1 изобретения в корпусе горелки размещены замкнутая горизонтальная перегородки и плотно прилегающая к ней вертикальная перегородка с размещенным на ней сопловым отверстием, при этом горизонтальная и вертикальная перегородки образуют полость для размещения лопатки.

По пункту 1 и 3 изобретения между корпусом и горизонтальной перегородкой размещен канал для прохода воздуха, поступающего от лопатки вентилятора.

Сопоставительный анализ предложенного решения с прототипом позволил выделить признаки, отличающие предложенное решение от прототипа, это соответствует критерию "новизна".

Анализ предложенного решения с известными не выявил решений, признаки которых совпадают с признаками предложенного изобретения, что соответствует критерию "изобретательский уровень". Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид горелки в разрезе, на фиг.2 - форсунка.

Горелка для сжигания жидкого топлива состоит из корпуса 1, выполненного в виде улитки с размещенным внутри полым валом 2. Вал 2 установлен в подшипниках (на чертеже не показаны) с возможностью вращения. На валу 2 (например, с помощью винтов, на чертеже не показано) закреплены лопатки 3. На корпусе 1 выполнен всасывающий 4 и выхлопной 5 патрубки. На валу 2 закреплена форсунка 6, например, с помощью резьбы (на чертеже не показано). Форсунка 6 выполнена в виде стержня 7 с осевым 8 и радиальными 9 отверстиями. Форсунка 6 установлена в конусном стакане 10, жестко закрепленном на полом валу 2, например, с помощью резьбы (на чертеже не показано).

На корпусе 1 закреплено сопло 11 и установлен привод 12 (например, электропривод).

Перед соплом 11 установлен экран 13, выполненный, например, в виде тарелки или сферы. В экране 13 выполнено отверстие соединенное, например, с помощью резьбы (на чертеже не показано) с трубопроводом 14, закрепленным на корпусе 1, например, с помощью хомутов (на чертеже но показано). Противоположный от экрана 13 конец трубопровода 14 соединен с сопловыми отверстиями 15. Сопловые отверстия 15 взаимодействуют с лопатками 16, которые, например, с помощью винтов (на чертеже не показано) закреплены на валу 2. Лопатки 16 закреплены на валу 2 за лопатками 3 по ходу движения воздуха. На трубопроводе 14 выполнены эжекторы 17. В корпусе 1 горелки размещена замкнутая горизонтальная перегородка 18 с плотно прилегающей к ней (например, с помощью сварки) вертикальной перегородкой 19. На вертикальной перегородке 19 закреплены сопловые отверстия 15, выполненные, например, на кольце из трубы. Перегородки 18 и 19 образуют полость 20, в которой размещены лопатки 16.

Между корпусом 1 и горизонтальной перегородкой 18 размещен канал 21 для прохода воздуха, поступающего от лопаток вентилятора.

Горелка для сжигания жидкого топлива работает следующим образом. Включается привод 12, который приводит во вращение полый вал 2, размещенный в корпусе 1, выполненном в виде улитки. А так как на полом валу 2 закреплены лопатки 3 вентилятора, они засасывают воздух через всасывающий патрубок 4 из атмосферы, который нагнетается в осевой выхлопной патрубок 5. В осевом выхлопном патрубке 5 выполнены направляющие элементы (на чертеже не показаны), которые закручивают воздух и с силой выбрасывают его из патрубка 5. В это время по полому валу 2 подается топливо к форсунке 6. А так как форсунка 6, выполненная в виде стержня 7 с осевым 8 и радиальными 9 отверстиями, и конусный стакан 10 жестко закреплены на полом валу 2, то топливо закручивается и поступает закрученной струей в сопло 11, где, соприкасаясь с воздушной струей, хорошо перемешивается.

Перемешанная смесь факелом или коронным разрядом поджигается, и горелка начинает работать. Образовавшееся пламя длинной струей устремляется вперед, встречая при этом на своем пути экран 13, выполненный в виде тарелки или сферы с отверстием, соединенным с трубопроводом 14.

Газовоздушная смесь с примесью неполно сгоревшего топлива под определенным давлением, обтекая края тарелки (сферы), устремится по трубопроводу 14 и поступит к эжектору 17, за счет эжекции газовоздушная смесь разбавится воздухом и поступит к сопловым отверстиям 15, закрепленным на вертикальной перегородке 19, откуда с силой выбросится в полость 20, образованную вертикальной 19 и горизонтальной 18 перегородками. В полости 20 размещены лопатки 16, жестко закрепленные на полом валу 2, которые начнут вращаться, заставляя вращаться полый вал 2.

Отработанная газовоздушная смесь будет выбрасываться из полости 20 в выхлопной патрубок 5, где смешивается с воздухом, поступающим от лопаток 3 вентилятора по каналу 21 на смешивание с топливом.

При этом недогоревшее топливо сгорит в пламени горелки. Воздух, поступая по каналу 21, обтекает стенки полости 20, создавая в ней разрежение, что приведет к увеличению массы газовоздушной смеси, протекающей через трубопровод 14, эжектор 17 (которых может быть несколько) и сопловые отверстия 15, а значит, и скорости вращения лопаток 16. Скорость вращения вала 2 возрастет. При этом горячая газовоздушная смесь подогревает топливо, проходящее по полому валу 2 к форсунке 6, повышая коэффициент полезного действия горелки.

После наступления устойчивой работы горелки привод 12 (электрический, пневматический, механический и т.д.) отключают и горелка работает следующим образом. Газовоздушная смесь поступает от экрана 13 в трубопровод 14, эжектор (эжекторы) 17 к сопловым отверстиям 15, а из них в полость 20, к лопаткам 16, жестко закрепленным на полом валу 2. Лопатки 16 начнут вращаться, вращая полый вал 2 с размещенными на нем лопатками 3 вентилятора и топливный насос (на чертеже не показан) горелки. Таким образом, горелка будет работать при отключенном приводе. При запуске цикл операций повторяется.

Предложенное техническое решение позволяет создать горелки, использующие привод только для запуска их в работу. Дальнейшая работа горелки осуществляется за счет использования давления части газовоздушной смеси, образованной при сгорании топлива. Такое исполнение горелки расширяет диапазон их применения.