Распыливающий узел ротационной горелки для жидкого топлива

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, а именно к ротационным горелкам, предназначенным для подачи любых видов жидкого топлива и воздуха в топки котлов и может быть использована в различных отраслях промышленности, где используются топливосжигающие устройства. Распыливающий узел содержит распыливающий стакан, зафиксированный на конце, установленного с возможностью вращения приводного полого вала, конец которого, выступающий в полость распыливающего стакана выполнен с возможностью фиксации на нем разбрызгивающей гайки, коаксиально с продольной осью распыливающего стакана. Приводной полый вал выполнен с возможностью вращения с частотой 7500-8000 об/мин. Распыливающий стакан расположен в полости регулируемого выпускного патрубка (выполненного в виде конуса), установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения по ступице рабочего колеса вентилятора и закреплен разбрызгивающей гайкой, посредством резьбового соединения с возможностью замены распыливающего стакана одной длины и/или конусности на распыливающий стакан другой длины и/или конусности, причем регулирующий выпускной патрубок коаксиально охватывает распыливающий стакан, а его тыльная сторона обращена к топке котла. Поверхность рабочего колеса вентилятора, обращенная к распыливающему стакану, снабжена цилиндрическим выступом соосным с осью вращения полого вала, при этом днище распыливающего стакана снабжено выступом, с цилиндрической выточкой в торце, выполненной с возможностью плотной посадки на цилиндрический выступ рабочего колеса вентилятора. В стенке разбрызгивающей гайки выполнены, предпочтительно, равноудаленные друг от друга разбрызгивающие отверстия. Тыльная сторона разбрызгивающей гайки снабжена кольцевой канавкой, внешний бортик которой выполнен с возможностью плотного прилегания к поверхности днища распиливающего стакана. В днище распиливающего стакана выполнено сквозное отверстие с возможностью сообщения полости кольцевой канавки и полости кожуха рабочего колеса 6 вентилятора. В объеме разбрызгивающей гайки, в промежутках между разбрызгивающими отверстиями выполнены, предпочтительно, равноудаленные друг от друга сквозные воздухонаправляющие отверстия, продольные оси которых ориентированы вдоль оси симметрии разбрызгивающей гайки, совпадающей с продольной осью приводного полого вала, предпочтительно, под углом к поверхности распыливающего стакана. Технический результат выражается в обеспечении качественного распыла высоковязкого тяжелого топлива, при увеличении продолжительности периодов эксплуатации горелки между чистками распыливающего стакана. 1 ил.

Полезная модель относится к области теплоэнергетики, а именно к ротационным горелкам, предназначенным для подачи любых видов жидкого топлива и воздуха в топки котлов и может быть использована в различных отраслях промышленности, где используются топливосжигающие устройства.

Известен распыливающий узел ротационной горелки (SU 781496, F23D 11/06, 1975), предназначенный для распыливания и сжигания жидкого, преимущественно вязкого, топлива, содержащий корпус с воздухоподводящим патрубком и ротор с топливопроводом и распылителем, соосно которому установлен на полом валу вентилятор. К полому валу с укрепленным на нем вентилятором и топливопроводу с укрепленным на нем распылителем подключен привод, обеспечивающий их вращение в противоположные стороны.

Закрутка воздуха вентилятором в сторону, противоположную вращению пелены топлива, повышает качество его распыливания, однако не обеспечивает необходимой для полного сгорания топлива степени диспергирования. Вместе с тем недостатком данной форсунки является некомпактность конструкции обусловленная выполнением привода.

Известен также распыливающий узел ротационной горелки для жидкого топлива, содержащий распыливающий стакан, зафиксированный у конца, установленного с возможностью вращения приводного полого вала, конец которого, выступающий в полость распыливающего стакана, выполнен с возможностью фиксации на нем разбрызгивающей гайки, коаксиально с продольной осью распыливающего стакана, при этом, в стенке разбрызгивающей гайки, выполнены, предпочтительно, равноудаленные друг от друга разбрызгивающие отверстия, при этом распыливающий стакан коаксиально смонтирован в полости выпускного патрубка кожуха рабочего колеса вентилятора (см. патент РФ 2203449, 2003 г.).

В известном решении в условиях сжигания высоковязких тяжелых топлив не обеспечивается достаточная степень дисперсности, кроме того, при сжигании высоковязкого топлива в переменных режимах, процессе остановки горелки идет интенсивное образование нагара на поверхности распиливающего стакана, что ухудшает параметры распыла топлива и требует более частых остановок для очистки его поверхности.

Задачей, на решение которой направлено предлагаемое техническое решение, является обеспечение стабильности параметров распыла высоковязкого тяжелого топлива.

Технический результат, достигаемый при решении поставленной задачи, выражается в обеспечении качественного распыла высоковязкого тяжелого топлива, при увеличении продолжительности периодов эксплуатации горелки между чистками распыливающего стакана.

Поставленная задача решается тем, что распыливающий узел ротационной горелки для жидкого топлива, содержащий распыливающий стакан, зафиксированный у конца, установленного с возможностью вращения приводного полого вала, конец которого, выступающий в полость распыливающего стакана, выполнен с возможностью фиксации на нем разбрызгивающей гайки, коаксиально с продольной осью распыливающего стакана, при этом, в стенке разбрызгивающей гайки, выполнены, предпочтительно, равноудаленные друг от друга разбрызгивающие отверстия, при этом распыливающий стакан коаксиально смонтирован в полости выпускного патрубка кожуха рабочего колеса вентилятора, отличается тем, что приводной полый вал, выполнен с возможностью вращения с частотой 7500-8000 об/мин, поверхность рабочего колеса вентилятора, обращенная к распыливающему стакану, снабжена цилиндрическим выступом соосным с осью вращения полого вала, при этом днище распыливающего стакана снабжено выступом, с цилиндрической выточкой в торце, выполненной с возможностью плотной посадки на цилиндрический выступ рабочего колеса вентилятора, при этом, тыльная сторона разбрызгиващей гайки снабжена кольцевой канавкой, внешний бортик которой выполнен с возможностью плотного прилегания к поверхности дна распыливающего стакана, причем в днище распыливающего стакана выполнено сквозное отверстие с возможностью сообщения полости кольцевой канавки и полости кожуха рабочего колеса вентилятора, кроме того, в объеме разбрызгивающей гайки, в промежутках между разбрызгивающими отверстиями выполнены, предпочтительно, равноудаленные друг от друга сквозные воздухонаправляющие отверстия, продольные оси которых ориентированы вдоль оси симметрии разбрызгивающей гайки, предпочтительно, под углом к поверхности распыливающего стакана.

Сопоставительный анализ совокупности существенных признаков предлагаемого технического решения и совокупности существенных признаков прототипа и аналогов свидетельствует о его соответствии критерию «новизна».

Результаты поиска показали, что заявленная полезная модель не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку из уровня техники, определенного заявителем, не выявлено влияние предусматриваемых существенными признаками заявленной полезной модели преобразований, что обеспечивает положительную реакцию на достижение технического результата - обеспечение качественного распыла высоковязкого тяжелого топлива, при увеличении продолжительности периодов эксплуатации горелки между чистками распыливающего стакана.

Полезная модель поясняется чертежом, на котором представлен общий вид распыливающего узла ротационной горелки для жидкого топлива, продольный разрез.

На чертеже показаны распиливающий стакан 1, полый вал 2, разбрызгивающая гайка 3, продольная ось 4, регулируемый выпускной патрубок 5, рабочее колесо 6 вентилятора, цилиндрические выступы 7 и 9 рабочего колеса 6 вентилятора и днища 8 распыливающего стакана 1 соответственно, днище 8 распыливающего стакана 1, разбрызгивающие отверстия 10 гайки 3, кольцевая канавка 11, внешний бортик 12, сквозные отверстия 13, кожух 14, сквозные воздухонаправляющие отверстия 15, их продольные оси 16 и направляющие 17.

Распыливающий узел ротационной горелки для жидкого топлива содержит распыливающий стакан 1, зафиксированный на конце, установленного с возможностью вращения приводного полого вала 2, конец которого, выступающий в полость распыливающего стакана 1 выполнен с возможностью фиксации на нем разбрызгивающей гайки 3, коаксиально с продольной осью 4 распыливающего стакана 1. Приводной полый вал 2 выполнен с возможностью вращения с частотой 7500-8000 об/мин. (теоретические исследования, показали, что дальнейшее повышение числа оборотов не приводит к уменьшению дисперсности распыла, вызывая рост энергозатрат). Распыливающий стакан 1 расположен в полости регулирующего выпускного патрубка 5 (выполненного в виде конуса), установлен с возможностью возвратно-поступательного перемещения по ступице рабочего колеса 6 вентилятора и закреплен разбрызгивающей гайкой 3, посредством резьбового соединения с возможностью замены распыливающего стакана 1 одной длины и/или конусности на распыливающий стакан другой длины и/или конусности, причем регулирующий выпускной патрубок 5 коаксиально охватывает распыливающий стакан 1, а его тыльная сторона обращена к топке котла. Поверхность рабочего колеса 6 вентилятора, обращенная к распыливающему стакану 1, снабжена цилиндрическим выступом 7 соосным с осью 4 вращения полого вала 2, при этом днище 8 распыливающего стакана 1 снабжено выступом 9, с цилиндрической выточкой в торце, выполненной с возможностью плотной посадки на цилиндрический выступ 7 рабочего колеса вентилятора. В стенке разбрызгивающей гайки 3 выполнены, предпочтительно, равноудаленные друг от друга разбрызгивающие отверстия 10. Тыльная сторона разбрызгивающей гайки 3 снабжена кольцевой канавкой 11, внешний бортик 12 которой выполнен с возможностью плотного прилегания к поверхности днища 8 распыливающего стакана 1. В днище 8 распыливающего стакана 1 выполнено сквозное отверстие 13 с возможностью сообщения полости кольцевой канавки 11 и полости кожуха 14 рабочего колеса 6 вентилятора. В объеме разбрызгивающей гайки 3, в промежутках между разбрызгивающими отверстиями 10 выполнены, предпочтительно, равноудаленные друг от друга сквозные воздухонаправляющие отверстия 15, продольные оси 16 которых ориентированы вдоль оси симметрии разбрызгивающей гайки 3, совпадающей с продольной осью 4 приводного полого вала 2, предпочтительно, под углом к поверхности распыливающего стакана 1, что в конечном итоге, при подаче через них воздуха, приводит к охлаждению распыливающего стакана 1 от температурного напора из топки котла и снижению нагара во время эксплуатации и вывода котла из рабочего состояния.

Работу распыливающего узла ротационной горелки осуществляют следующим образом.

Вращение распыливающего стакана 1, закрепленного на полом валу 2 осуществляют от установленного на полом валу 2 электропривода (на чертеже не показан). Жидкое топливо, подогретое до температуры (8090)°С (в зависимости от вязкости топлива и его марки), под избыточным давлением (1,03,0) кгс/см² подают через узел топливоподачи (на чертеже не показан) во внутреннюю полость разбрызгивающей гайки 3, откуда она разбрызгивается на поверхность конусного распыливающего стакана 1. При вращении полого вала 2 от электропривода а, следовательно, вращении разбрызгивающей гайки 3 и рабочего колеса 6 вентилятора под действием центробежной силы топливо равномерно распределяется по стенке распиливающего стакана 1 в тонкую пленку и, благодаря конусности, подается на край распиливающего стакана 1, стекая равномерно с определенной дисперсностью, где подхватывается струей воздуха, поступающего в щель между распыливающим стаканом 1 и регулирующим выпускным патрубком 5 (воздух нагнетается лопастями рабочего колеса 6 вентилятора и закручен за счет воздействия направляющих 17). Происходит интенсивное распыливание топлива, при этом полученную мелкодисперсную составляющую топлива подают в зону образования факела и горения.

Распыливающий узел ротационной горелки для жидкого топлива, содержащий распыливающий стакан, зафиксированный у конца, установленного с возможностью вращения приводного полого вала, конец которого, выступающий в полость распыливающего стакана, выполнен с возможностью фиксации на нем разбрызгивающей гайки коаксиально с продольной осью распыливающего стакана, при этом в стенке разбрызгивающей гайки выполнены предпочтительно равноудаленные друг от друга разбрызгивающие отверстия, при этом распыливающий стакан коаксиально смонтирован в полости выпускного патрубка кожуха рабочего колеса вентилятора подачи воздуха, отличающийся тем, что приводной полый вал выполнен с возможностью вращения с частотой 7500-8000 об/мин, поверхность рабочего колеса подачи воздуха, обращенная к распыливающему стакану, снабжена цилиндрическим выступом, соосным с осью вращения полого вала, при этом днище распыливающего стакана снабжено выступом с цилиндрической выточкой в торце, выполненной с возможностью плотной посадки на цилиндрический выступ рабочего колеса подачи воздуха, при этом тыльная сторона разбрызгивающей гайки снабжена кольцевой канавкой, внешний бортик которой выполнен с возможностью плотного прилегания к поверхности дна распыливающего стакана, причем в днище распыливающего стакана выполнено сквозное отверстие с возможностью сообщения полости кольцевой канавки и полости кожуха рабочего колеса вентилятора подачи воздуха, кроме того, в объеме разбрызгивающей гайки в промежутках между разбрызгивающими отверстиями выполнены предпочтительно равноудаленные друг от друга сквозные воздухонаправляющие отверстия, продольные оси которых ориентированы вдоль оси симметрии разбрызгивающей гайки предпочтительно под углом к поверхности распыливающего стакана.