Газожидкостная горелка
Предлагаемое решение относится к теплотехнике, в частности к горелкам, предназначенным для нагрева топок, и печей двумя и более топлива одновременно, по крайней мере один вид топлива может быть жидким или порошкообразным, а другой газообразным. Технической задачей предлагаемого технического решения является упрощение конструкции и снижение расхода газообразного топлива в процессе работы горелки. Указанная техническая задача достигается тем, что между жидкостной форсункой и газовой магистралью дополнительно выполнена кольцевая воздушная магистраль, соединяющаяся с выходом форсунки за отверстием съемной насадки, завихритель потока воздуха в воздушном канале выполнен в виде нескольких поворотных лопаток, а регулятор подачи жидкого топлива выполнен за одно целое с пробойником в виде выступа на переднем торце, причем рабочее давление воздуха, в кольцевой полости превышает давление воздуха в воздушном канале. Использование предлагаемого технического решения позволяет снизить расход газа и мазута до 30% и снизить стоимость горелок в 2 раза по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения.
Данное техническое решение относится к области теплотехники, в частности горелкам используемым при нагревании топок и печей двумя и более видами топлива одновременно, по крайней мере один вид топлива может быть жидким или порошкообразным, а другой газообразным.
Известны распылительные устройства газомазутных горелок, содержащие две отдельных форсунки для подачи газа и мазута в камеру сгорания, соединенные между собой общим корпусом. Сама горелка содержит концентрично расположенную в корпусе с выходной насадкой цилиндрическую обечайку, переходящую в конусную насадку с образованием проходных каналов между обечайкой, корпусом и центрально установленной трубчатой форсункой, подключенных к выходным патрубкам, дисковый привод, распределительный блок и крышку. (см. Телегин А.С. и др. Теплотехника и нагревательные устройства., М., «Машиностроение», 1985 г., стр.134 рис.8 и 13).
Также известны газожидкостные горелки содержащие концентрично расположенные в корпусе с выходной насадкой цилиндрическую обечайку, переходящую в конусную насадку с образованием проходных каналов между обечайкой, корпусом и центрально установленной трубчатой форсункой, подключенных к выходным патрубкам, дисковый привод, распределительный блок и крышку, переходную втулку, пружину и дополнительную цилиндрическую обечайку с выходной конусной насадкой, расположенной перед перфорированным торцевым выступом, примыкающим к выходной
насадке корпуса. обечайка выполнена переменного сечения и связана с корпусом через переходную втулку (см патент РФ №2084763 по кл. F 23 D 17/00 за 1997 г).
Недостатком описанных выше устройств является сложная конструкция самой горелки, ненадежность в работе и перерасход жидкого топлива из-за его неполного сгорания ввиду отсутствия устройства для создания турболентного движения воздуха в камеру сгорания и отсутствие узла регулировки длины факела при различных режимах работы горелок.
Технической задачей предлагаемых горелок со смешанным видом топлива является простота конструкции и полное сгорание жидкого топлива в процессе эксплуатации.
Указанная техническая задача достигается тем, что. В газожидкостной горелке, содержащей корпус с воздушным каналом, в выходной части которого установлен лопасной завихритель, а в центральной части расположены жидкостная форсунка со съемной насадкой и подвижным в осевом направлении регулятором подачи жидкости и газовая магистраль с конусной насадкой, расположенной между жидкостной форсункой и воздушным каналом с наклонными сквозными отверстиями, между жидкостной форсункой и газовой магистралью дополнительно выполнена кольцевая воздушная магистраль, соединяющаяся с выходом жидкостной форсунки за съемной насадкой при этом завихритель потока воздуха в воздушном канале выполнен в виде нескольких поворотных лопаток, а регулятор подачи жидкого топлива снабжен пробойником в виде выступа на его переднем торце, причем давление воздуха в кольцевой магистрали превышает давление в воздушном канале, а диаметр пробойника по большей мере равен отверстию насадки жидкостной горелки.
Горелка в соответствии с предлагаемым решением содержит корпус 1, внутри которого выполнена полость 2. В центре полости 2 параллельно продольной оси 3 закреплены газовая магистраль 4 с каналом 5 колоцевая воздушная магистраль 6 с полостью 7 и жидкостная форсунка 8 с каналом 9. Внутри канала 9 форсунки 8 установлен подвижный в осевом направлении регулятор в виде стержня 10 На выходе газовая магистраль 4 снабжена насадкой 11 со сквозными наклонными отверстиями 12, а жидкостная форсунка снабжена съемной насадкой 13 с отверстием 14. Стержень 10 снабжен конусной поверхностью 15 и пробойником 16, диаметр которого равен диаметру отверстия 14 насадки 13. В полости 2 воздушного канала установлено несколько поворотных лопаток 17, каждая из которых с помощью тяг 18 соединена с подвижной втулкой 19. Втулка 19 передвигается по наружной поверхности магистрали 4 с помощью привода 20, а торец 21 насадки 11 расположен в зоне факела 22
Работа предлагаемой горелки осуществляется следующим образом. В канал 5 подается газ, а вполость 2 подается воздух, преимущественно атмосферный. Затем полученная смесь газа и воздуха воспламеняют. После образования факела 22 из форсунки 8 через отверстие 14 подается жидкое топливо, преимущественно мазут, а в кольцевую магистраль 6 подается сжатый воздух, который при выходе из насадки 13 смешивается с мазутом, увеличивает его скорость движения и превращает его газожидкостную смесь. Эта смесь подается фнутрь факела 22 и воспламеняется. После установки стабильного факела 22 производят регулировку подачи газа и жидкого топлива в зависимости от необходимой температуры. Для этого с помощью привода 20 лопатки 17 поворачивают вокруг оси и фиксируют в нужном положении, а стержень 10 перемещают в осевом направлении и фиксируют его в зависимости
от режимов работы. После некоторого времени работы горелки на внутренних стенках отверстия 14 насадки 13 образуется нагар и перекрывает его, что способствует прекращению подачи мазута в камеру сгорания и как следствие снижение температуры факела и яркости его свечение. Для его удаления, не останавливая горелку стержень 10 перемещается таким образом, пока его пробойник 15 не войдет отверстие 14 и удалит нагар в камеру сгорания. Затем стержень 10 перемещают обратно и процесс подачи мазута возобновляется. Регулировку длины факела производят с помощью поворота лопаток 17 в поперечном сачении проходного канала воздушной полости 2. В результате сопротивление в зоне лопаток возрастает, скорость движения воздушного потока снижается и длина факела уменьшается. Для увеличения длины факела горелки лопатки 17 устанавливают параллельно направлению движения потока воздуха и скорость движения последнего возрастает.
Использование в газожидкостных горелках завихрителя потока и дополнительное введение в конструкцию сжатого воздуха позволяет регулировать длину факела на разных режимах работы горелки, снизить расход газового топлива и обеспечить полное сгорание обоих видов топлива в процессе работы горелки
В сравнении с известными конструкциями газожидкостных горелок предложенная горелка позволяет снизить расход газа и мазута до 30%, снижена стоимость горелки в 2 раза и увеличен срок службы в 2 раза.
1. Газожидкостная горелка, содержащая корпус с воздушным каналом, в выходной части которого установлен завихритель, а в центральной части установлены жидкостная форсунка со съемной насадкой и подвижным в осевом направлении регулятором подачи жидкости, и газовая магистраль, переходящая в конусную насадку с наклонными сквозными отверстиями, отличающаяся тем, что между жидкостной форсункой и газовой магистралью дополнительно выполнена кольцевая воздушная магистраль, соединяющаяся с жидкостной форсункой за съемной насадкой, завихритель потока выполнен в виде поворотных лопаток, а регулятор подачи жидкости снабжен дополнительно очистным узлом в виде выступа на его переднем торце.
2. Газожидкостная горелка по п.1, отличающаяся тем, что привод поворотных лопаток завихрителя выполнен в виде подвижной втулки, расположенной на наружной поверхности газовой магистрали, соединенной тягами с каждой из лопаток.
3. Газожидкостная горелка по п.1, отличающаяся тем, что давление воздуха в кольцевой магистрали превышает давление в воздушном канале корпуса.
