RU114514U1

RU114514U1 - Gas oil burner

Info

Publication number: RU114514U1
Application number: RU2011148827/06U
Authority: RU
Inventors: Аркадий Владимирович Пожарский; Виктор Александрович Гулевский; Юрий Александрович Мухин; Евгений Дмитриевич Пожарский
Priority date: 2011-11-30
Filing date: 2011-11-30
Publication date: 2012-03-27

Abstract

Газомазутная горелка, содержащая корпус с воздушным патрубком и центральным топливоподающим узлом, установленным в смесителе с последовательно размещенными цилиндрическим, конфузорным участками и выходным соплом, в первом из которых выполнены тангенциальные окна, а последнее образует с выходным участком кольцевой канал для выхода воздуха, отличающаяся тем, что цилиндрический и конфузорный участки выполнены в виде единого конусного участка с сужением в сторону выходного сопла под углом наклона 3-5°, который снабжен четырьмя рядами тангенциальных окон, равномерно расположенных в шахматном порядке по длине конуса и выполненных в виде цилиндрических отверстий на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности сечения конуса, обеспечивающих скорость тангенциальных потоков не менее 60 м/с и совместное с выходным соплом пятиступенчатое смесеобразование топливовоздушной смеси для интенсификации процесса горения. A gas-oil burner containing a housing with an air nozzle and a central fuel supply unit installed in a mixer with sequentially placed cylindrical, confuser sections and an outlet nozzle, in the first of which tangential windows are made, and the latter forms an annular channel with the outlet section for air outlet, characterized in that, that the cylindrical and confuser sections are made in the form of a single conical section with a narrowing towards the outlet nozzle at an inclination angle of 3-5 °, which is equipped with four rows of tangential windows, evenly staggered along the length of the cone and made in the form of cylindrical holes at the same distance each from each other along the circumference of the cone section, providing a tangential flow velocity of at least 60 m / s and a five-stage mixing of the fuel-air mixture with the outlet nozzle to intensify the combustion process.

Description

Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающим раздельное или совместное сжигание жидкого и газообразного топлива, и может быть использовано для кузнечных, литейных и термических печей, работающих, например, на природном газе или мазуте.The utility model relates to devices that provide separate or joint burning of liquid and gaseous fuels, and can be used for blacksmith, foundry and thermal furnaces operating, for example, using natural gas or fuel oil.

Известна газомазутная горелка, содержащая корпус с установленными по оси мазутной и газовой форсунками, смесительной камерой с кольцевой щелью для дополнительной подачи воздуха [Арсеев А.В. Сжигание природного газа, М., Металлургиздат, 1963, с.270, рис.10-20].Known gas-oil burner containing a housing with axially mounted oil and gas nozzles, a mixing chamber with an annular gap for additional air supply [Arseev A.V. The burning of natural gas, M., Metallurgizdat, 1963, p.270, Fig. 10-20].

Недостатком этой горелки является низкая интенсификация процесса сжигания топлива за счет продолжительного смешения топлива с воздухом.The disadvantage of this burner is the low intensification of the process of burning fuel due to the continuous mixing of fuel with air.

Другим примером известной газомазутной горелки, является устройство содержащее корпус с воздушным патрубком и центральным топливоподающим узлом, установленным в смесителе с последовательно размещенными цилиндрическим, конфузорным участками и выходным соплом, в первом из которых выполнены тангенциальные окна, а последнее образует с выходным участком корпуса кольцевой канал для выхода воздуха [А.С. №338748, кл F23d 12/00, опубл. 24.04.70 г. Бюл.№16].Another example of a known gas-oil burner is a device comprising a housing with an air pipe and a central fuel supply unit mounted in a mixer with sequentially placed cylindrical, confuser sections and an outlet nozzle, the first of which has tangential windows, and the latter forms an annular channel with the outlet section of the housing for air outlet [A.S. No. 338748, class F23d 12/00, publ. 04.24.70, Bull. No. 16].

Недостатком указанной горелки является то, что при низком давлении газа или любом давлении мазута, двухступенчатое смешение не обеспечивает интенсификацию процесса сжигания топлива за счет недостаточной подготовки топливовоздушной смеси.The disadvantage of this burner is that at low gas pressure or any pressure of fuel oil, two-stage mixing does not provide an intensification of the process of burning fuel due to insufficient preparation of the air-fuel mixture.

Наиболее близка по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству, газомазутная горелка, [А.С. №675277, кл F23d 17/00, опубл. 25.07.1979 г. Бюл.№27], содержащая корпус с воздушным патрубком и центральным топливоподающим узлом, установленным в смесителе с последовательно размещенным цилиндрическим, конфузорным участками и выходным соплом, смеситель при этом между конфузорным участком и выходным соплом снабжен дополнительной ступенью смешения в виде последовательно размещенных цилиндрической и конфузорной обечаек, в первой из которых выполнены тангенциальные окна, а выходное сопло смесителя имеет форму кругового цилиндра.The closest in technical essence and the achieved result to the proposed device, gas-oil burner, [A.S. No. 675277, cl F23d 17/00, publ. 07/25/1979 Bull. No. 27], comprising a housing with an air pipe and a central fuel supply unit installed in the mixer with a cylindrical, confuser sections and an outlet nozzle in series, the mixer is provided with an additional mixing stage between the confuser section and the outlet nozzle in the form sequentially placed cylindrical and confuser shells, in the first of which tangential windows are made, and the output nozzle of the mixer has the shape of a circular cylinder.

К недостатку данной горелки относится то, что щели смесительной камеры не обеспечивают необходимую тангенциальность воздушных потоков, которая при небольших расходах может исчезнуть полностью, что приводит к недостаточной интенсификации процесса сжигания топлива.The disadvantage of this burner is that the slots of the mixing chamber do not provide the necessary tangency of the air flow, which at low costs can disappear completely, which leads to insufficient intensification of the fuel combustion process.

Техническим результатом полезной модели является интенсификация процесса сжигания топлива за счет рассредоточения потока воздуха на более мелкие струи, а, следовательно, значительного сокращения пути смешивания топлива с воздухом.The technical result of the utility model is the intensification of the process of burning fuel due to the dispersal of the air flow into smaller jets, and, consequently, a significant reduction in the way the fuel is mixed with air.

Технический результат достигается тем, что в газомазутной горелке, содержащей корпус с воздушным патрубком и центральным топливоподающим узлом, установленным в смесителе с последовательно размещенными цилиндрическим, конфузорным участками и выходным соплом, в первом из которых выполнены тангенциальные окна, а последнее образует с выходным участком кольцевой канал для выхода воздуха, цилиндрический и конфузорный участки выполнены в виде единого конусного участка с сужением в сторону выходного сопла под углом наклона 3-5°, который снабжен четырьмя рядами тангенциальных окон, равномерно расположенных в шахматном порядке по длине конуса и выполненных в виде цилиндрических отверстий на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности сечения конуса, обеспечивающих скорость тангенциальных потоков не менее 60 м/с и совместное с выходным соплом пятиступенчатое смесеобразование топливовоздушной смеси для интенсификации процесса горения.The technical result is achieved in that in a gas-oil burner comprising a housing with an air pipe and a central fuel supply unit installed in a mixer with cylindrical, confuser sections and an outlet nozzle arranged in series, the first of which has tangential windows, and the latter forms an annular channel with the outlet section for air outlet, the cylindrical and confuser sections are made in the form of a single conical section with a narrowing towards the outlet nozzle at an angle of inclination of 3-5 °, which is equipped with four rows of tangential windows uniformly staggered along the length of the cone and made in the form of cylindrical holes at the same distance from each other along the circumference of the cone section, providing a tangential flow velocity of at least 60 m / s and a five-stage mixture formation of the air-fuel mixture with the outlet nozzle to intensify the combustion process.

Газомазутная горелка изображена на чертеже, где на фиг.1 - общий вид, продольный разрез; на фиг.2 - смеситель данной горелки, его продольный разрез, а на фиг.3 - поперечный разрез смесителя данной горелки по сечению А-А на фиг.Gas-oil burner is shown in the drawing, where in Fig.1 is a General view, a longitudinal section; in Fig.2 is a mixer of this burner, its longitudinal section, and in Fig.3 is a transverse section of the mixer of this burner along section AA in Fig.

Горелка имеет корпус 1 (фиг.1) с воздушным патрубком 2 и центральным топливоподающим узлом 3 с отверстиями для выхода газа 4, установленным в смесителе 5, выполненном в виде единого конусного участка, что равномерно увеличивает скорость топливовоздушных потоков в объеме смесителя 5, улучшая их смешивание. Смеситель 5 выполнен с сужением в сторону выходного сопла под углом наклона а, равным 3-5°. Значение угла наклона α менее 3° приводит к тому, что интенсификация процесса сжигания топлива не произойдет вследствие избытка топливной и недостатка воздушной составляющей в топливовоздушной смеси, что не позволит проходить реакции горения. Значение угла наклона а более 5° приводит к тому, что интенсификация процесса сжигания топлива также не произойдет вследствие избытка воздушной и недостатка топливной составляющей в топливовоздушной смеси, что не позволит проходить реакции горения. Смеситель 5 снабжен четырьмя рядами тангенциальных окон 6, равномерно расположенных в шахматном порядке по длине конуса (фиг.2) и выполненных в виде цилиндрических отверстий на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности сечения конуса (фиг.3), что обеспечивает скорость тангенциальных потоков не менее 60 м/с и четырехступенчатое смесеобразование топливовоздушной смеси для интенсификации процесса сжигания топлива за счет рассредоточения потока воздуха на более мелкие струи, а, следовательно, значительного сокращения пути смешивания топлива с воздухом. Скорость тангенциальных потоков менее 60 м/с не обеспечивает необходимую тангенциальность воздушных потоков и, следовательно, интенсификацию процесса сжигания топлива, так как не происходит рассредоточения потока воздуха на мелкие струи и сокращения пути смешивания топлива с воздухом. Между выходным соплом 7 и корпусом 1 образован кольцевой канал 8 для выхода воздуха, что обеспечивает еще более улучшенное смешивание топливовоздушных потоков, образуя пятую ступень смесеобразования, что приводит к еще большей интенсификации процесса сжигания топлива.The burner has a housing 1 (Fig. 1) with an air pipe 2 and a central fuel supply unit 3 with gas outlet openings 4 installed in the mixer 5, made in the form of a single conical section, which uniformly increases the speed of the air flow in the volume of the mixer 5, improving them mixing. The mixer 5 is made with a narrowing towards the output nozzle at an angle of inclination a equal to 3-5 °. The value of the angle of inclination α less than 3 ° leads to the fact that the intensification of the combustion process does not occur due to excess fuel and lack of air component in the air-fuel mixture, which will not allow the combustion reaction to take place. The value of the angle of inclination a of more than 5 ° leads to the fact that the intensification of the fuel combustion process also does not occur due to excess air and lack of fuel component in the air-fuel mixture, which will not allow the combustion reaction to take place. The mixer 5 is equipped with four rows of tangential windows 6, evenly staggered along the length of the cone (figure 2) and made in the form of cylindrical holes at the same distance from each other around the circumference of the cross section of the cone (figure 3), which ensures the speed of tangential flows not less than 60 m / s and a four-stage mixture formation of the air-fuel mixture to intensify the process of fuel combustion by dispersing the air flow into smaller jets, and, consequently, significantly reducing the mixing path fuel with air. The tangential flow velocity of less than 60 m / s does not provide the necessary tangential air flow and, therefore, the intensification of the fuel combustion process, since there is no dispersal of the air flow into small jets and shorten the way the fuel mixes with air. An annular channel 8 for air exit is formed between the outlet nozzle 7 and the housing 1, which provides even more improved mixing of the air-fuel flows, forming the fifth stage of mixture formation, which leads to even more intensification of the fuel combustion process.

Устройство работает следующим образом: топливо, пройдя через отверстия для выхода газа 4, попадает в смеситель 5, выполненный в виде единого конусного участка с сужением в сторону выходного сопла под углом наклона а, равным 3-5°, который снабжен четырьмя рядами тангенциальных окон 6, равномерно расположенных в шахматном порядке по длине конуса и выполненных в виде цилиндрических отверстий на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности сечения конуса. Таким образом в смесителе 5 благодаря единому конусному участку происходит плавное четырехступенчатое смешивание с закрученными воздушными потоками, поступающими через тангенциальные окна 6. Четырехступенчатое смешивание обеспечивает необходимую интенсификацию процесса сжигания топлива за счет рассредоточения потока воздуха на более мелкие струи, а, следовательно, значительного сокращения пути смешивания топлива с воздухом. Последняя пятая ступень смешивания обеспечивается подачей воздуха на сопло 7 из кольцевого канала 8, обеспечивающей еще более улучшенное смешивание топливовоздушных потоков, приводящее к еще большей интенсификации процесса сжигания топлива.The device operates as follows: fuel, passing through the gas outlet 4, enters the mixer 5, made in the form of a single conical section with a narrowing towards the outlet nozzle at an angle of inclination a equal to 3-5 °, which is equipped with four rows of tangential windows 6 uniformly staggered along the length of the cone and made in the form of cylindrical holes at the same distance from each other around the circumference of the cross section of the cone. Thus, in the mixer 5, due to a single conical section, there is a smooth four-stage mixing with swirling air flows coming through the tangential windows 6. Four-stage mixing provides the necessary intensification of the fuel combustion process by dispersing the air stream into smaller jets, and, consequently, significantly reducing the mixing path fuel with air. The last fifth mixing stage is provided by supplying air to the nozzle 7 from the annular channel 8, providing even more improved mixing of the air-fuel flows, leading to even greater intensification of the fuel combustion process.

В предложенной горелке можно сжигать как раздельно, так и совместно газообразное и жидкое топливо.In the proposed burner, it is possible to burn both separately and jointly gaseous and liquid fuels.

Подача жидкого топлива, например мазута, к тангенциальным потокам распылителя, имеющим максимально возможную скорость, позволяет значительно увеличить путь и эффективность смесеобразования, для интенсификации процесса сжигания топлива.The supply of liquid fuel, such as fuel oil, to the tangential flows of the atomizer, having the highest possible speed, can significantly increase the path and efficiency of mixture formation, to intensify the process of burning fuel.

Claims

Gas-oil burner containing a housing with an air pipe and a central fuel supply unit installed in the mixer with sequentially placed cylindrical, confuser sections and an outlet nozzle, in the first of which there are tangential windows, and the latter forms an annular channel for air exit with the outlet section, characterized in that the cylindrical and confuser sections are made in the form of a single conical section with a narrowing towards the outlet nozzle at an angle of inclination of 3-5 °, which is equipped with four rows of tang potential windows uniformly staggered along the length of the cone and made in the form of cylindrical holes at the same distance from each other along the circumference of the cone section, providing a tangential flow velocity of at least 60 m / s and a five-stage mixture formation of the air-fuel mixture with the outlet nozzle to intensify the process burning.