Устройство для сжигания жидкого топлива

Предложенное техническое решение относится к устройствам для сжигания жидкого топлива и может быть использовано в различных теплотехнических агрегатах. Задачей предложенного технического решения является повышение стабильности горения и упрощение конструкции устройства. Устройство для сжигания жидкого топлива содержит топливный бак подключенный трубопроводом с установленным на нем обратным клапаном к форсунке с расположенным под ней поддоном, дополнительно введен газопровод с предохранительным клапаном и жиклером, причем газопровод подсоединен к верхней части бака и связан с форсункой, в виде трубчатого кольца и коаксиально закрепленного под ним поддона, выполненного в виде тарелки, со скругленными возвышающимися по краю бортами и плавно переходящим к центру тарелки конусом, выступающим над трубчатым кольцом, причем зазор между трубчатым кольцом и скругленными возвышающимися бортами поддона взят в пределах 0,5-1,5 от толщины трубчатого кольца, жиклер установлен на газопроводе по оси над трубчатым кольцом, а зазор между ним и трубчатым кольцом взят в пределах 2-3 величин от толщины трубчатого кольца.

Предложенное техническое решение относится к устройствам для сжигания жидкого топлива и может быть использовано в различных теплотехнических агрегатах.

Известно техническое решение, т.е. устройство для сжигания жидкого топлива в топке (а.с. №436513, МПК⁵ F 23 D 5/00, Бюл. №26, 1974 г.) содержащее воздухоподводящий кожух с конфузором и топливной форсункой по оси и подсоединенную к кожуху камеру газификации с разделительной перегородкой для образования центрального и периферийного сообщающихся каналов и торцевой стенкой, примыкающей к выходному насадку, а в периферийном канале установлен пламепреградительный экран и разделительная перегородка имеет перфорацию для сообщения каналов, насадок выполнен в виде расширяющейся направленной вверх головки, перекрытой на выходе перфорированной пластиной, торцевая стенка камеры газификации имеет полость, соединенную с топкой кольцевым зазором, а с периферийным каналом-перфорацией.

Основной недостаток известного устройства является низкая эффективность работы устройства, за счет того, что для его работы необходим внешний источник подачи жидкого топлива в форсунку, создающий мощную скоростную струю, определяющую дальнейшую работу устройства по подаче воздуха, рециркуляции газов и газификации топлива.

Известно также устройство, являющееся наиболее близким техническим решением, принятым за прототип (а.с. №1698568, МПК ³ F 23 D 11/00, Бюл. №46, 1991г.) содержащее топливный бак, подключенный трубопроводом с установленным на нем обратным клапаном к форсунке, выполненной в виде двух коаксиальных труб, размещенных с кольцевым

зазором и перекрытых по торцам фланцами, причем в полости внутренней трубы укреплены радиальные ребра, а под форсункой расположен поддон. Кроме того в кольцевом зазоре вдоль внешней стенки внутренней трубы укреплены дополнительные радиальные ребра, выполненные в виде отдельных секций, в полости внутренней трубы установлен рассекатель, скрепленный с кромками ребер, а поддон выполнен длиной, превышающей длину форсунки.

Недостатком прототипа является сложность конструкции, обусловленная наличием большого количества продольных и поперечных ребер, которые в данном устройстве обеспечивают испарение жидкого топлива и создание избыточного давления паров топлива. Другим существенным недостатком устройства является нестабильность горения, обусловленная наличием обратного клапана, установленного на трубопроводе бака, перекрывающего подачу топлива в момент самого интенсивного горения. Форсунка в таком устройстве работает в два такта, т.е. циклически, то повышая свою мощность, то снижая ее. Такая работа системы сжигания топлива снижает стабильность горения и КПД устройства в целом.

Задачей предложенного технического решения является повышение стабильности горения и упрощение конструкции устройства.

Поставленная задача достигается тем, что предложенном техническом решении, в устройстве для сжигания жидкого топлива, содержащем топливный бак, подключенный трубопроводом с установленным на нем обратным клапаном к форсунке, с расположенным под ней поддоном, дополнительно введен газопровод с предохранительным клапаном и жиклером, причем газопровод подсоединен к верхней части бака и связан с форсункой, в виде трубчатого кольца и коаксиально закрепленного под ним поддона, выполненного в виде тарелки со скругленными возвышающимися по краю бортами и плавно переходящим к центру тарелки конусом, выступающим над трубчатым кольцом, причем зазор между трубчатым кольцом

и скругленными возвышающимися бортами поддона взят в пределах 0,5-1,5 от толщины трубчатого кольца, жиклер установлен на газопроводе по оси над трубчатым кольцом, а зазор между ним и трубчатым кольцом взят в пределах 2-3 величин от толщины трубчатого кольца, причем поддон и форсунка выполнены из огнеупорных материалов.

На Фиг.1 представлено предлагаемое устройство, на Фиг.2 показана схема образования кольцевого вихря в форсунке устройства.

Устройство для сжигания жидкого топлива содержит топливный бак 1, подключенный к его донной части трубопровод 2, с запорным краном 3, Форсунку 4, выполненную в виде трубчатого кольца 5 и закрепленного на нем поддона, выполненного в виде тарелки с закругленными бортами 7 и плавно переходящим к центру тарелки конусом 8, выступающим над трубчатым кольцом 5. Трубчатое кольцо 5 имеет входное отверстие 9, подключенное к трубопроводу 2, и выходное отверстие 10, подключенное через газопровод 11 и предохранительный клапан 12 к верхней части топливного бака 1. Газопровод 11 снабжен жиклером 13, установленным над трубчатым кольцом 5 по его оси. Между трубчатым кольцом 5 и скругленными выступающими бортами 7 тарельчатого поддона 6 выполнен зазор, равный 0,5-1,5 величины от толщины трубчатого кольца 5. Расстояние между жиклером 13 и трубчатым кольцом 5 принято в пределах 2-3 величин от толщины трубчатого кольца 5. Топливный бак 1 снабжен изолирующей его от атмосферы герметичной крышкой 14.

Работа предложенного технического решения осуществляется следующим образом. В топливный бак 1 заправляется жидкое топливо до уровня газопровода 11. Заправочная горловина топливного бака 1 закрывается герметичной крышкой 14. Открытием запорного крана 3 из топливного бака 1 через трубопровод 2 топливо подается в тарельчатый поддон 6. Где и сжигается от внешнего источника. Образованное пламя нагревает трубчатое кольцо 5, жидкое топливо находящееся в нем испаряется. При

этом образуется рабочее давление газов, которые поступают в газопровод 11, а через него в топливный бак 1 и в жиклер 13, выходя из него под действием рабочего давления с большой скоростью, смешиваются с воздухом и загораются. Образовавшаяся горящая смесь ударяет в конус 8, сильно нагревая, объемно обтекая его, и попадая в зазор между трубчатым кольцом 5 и возвышающимися бортами тарельчатого поддона 6, повышает давление под трубчатым кольцом 5. Благодаря тому, что давление смеси над трубчатым кольцом 5 меньше, чем давление под трубчатым кольцом 5, вокруг трубчатого кольца 5, то образуется циркуляция т.е. скоростной торообразный кольцевой огневой вихрь, который, захватывая горячий воздух из окружающего пространства интенсивно и непрерывно сгорает. Необходимое для максимально эффективной работы данного устройства рабочее давление определяется и поддерживается предварительной настройкой предохранительного клапана 12 на давление в пределах 1,5-2,5 атм., что обеспечивает полное и стабильное сжигание жидкого топлива. Дальнейшая работа форсунки 4 происходит автоматически. Процесс повторяется. Избыточное давление газов, если оно превышает рабочее давление, стравливается через предохранительный клапан 12 в топочное пространство, где газы и сгорают.

Наличие в устройстве форсунки, дополнительно объединенной газопроводом с верхней частью топливного бака, и выполненной в виде трубчатого кольца и коаксиально закрепленного на нем тарельчатого поддона, со скругленными возвышающимися по краю бортами и плавно переходящим к центру тарелки конусом, выступающим над трубчатым кольцом и зазором между трубчатым кольцом и скругленными возвышающимися бортами взятым в пределах 0,5-1,5 величины от толщины трубчатого кольца, а также наличие жиклера, установленного на газопроводе над трубчатым кольцом по его оси на расстоянии 2-3 величин от толщины трубчатого кольца и предохранительного клапана на газопроводе дает возможность

путем эффективного сжигания топлива в газообразной фазе повысить стабильность горения и эффективность работы устройства. Благодаря совмещения функций деталей и организации горения в виде кольцевого вихря в предлагаемом устройстве достигается снижение веса и упрощение конструкции устройства.

1. Устройство для сжигания жидкого топлива, содержащее топливный бак, подключенный трубопроводом с установленным на нем обратным клапаном к форсунке с расположенным под ней поддоном, отличающееся тем, что в него дополнительно введен газопровод с предохранительным клапаном и жиклером, причем газопровод подсоединен к верхней части бака и связан с форсункой в виде трубчатого кольца и коаксиально закрепленного под ним поддона, выполненного в виде тарелки со скругленными возвышающимися по краю бортами и плавно переходящим к центру тарелки конусом, выступающим над трубчатым кольцом, причем зазор между трубчатым кольцом и скругленными возвышающимися бортами поддона взят в пределах 0,5-1,5 от толщины трубчатого кольца, жиклер установлен на газопроводе по оси над трубчатым кольцом, а зазор между ним и трубчатым кольцом взят в пределах 2-3 величин от толщины трубчатого кольца.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что поддон выполнен из огнеупорных материалов.

3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что форсунка выполнена из огнеупорных материалов.