RU129598U1 - Ультразвуковая газовая горелка "уггд" - Google Patents

Abstract

1. Ультразвуковая газовая горелка, включающая корпус устройства, выполненный в виде вихревой камеры с тангенциальным входом диспергируемого компонента, акустический ультразвуковой излучатель (АУЗИ) и отражатель диспергируемого компонента (ОДК), расположенный в верхней части корпуса, наружная поверхность которого выполнена в виде квадратных в плане эквидистантных проточек пилообразного профиля, при этом АУЗИ и ОДК расположены в объемной зоне ультразвукового диспергирования компонента (ОЗ-УЗ-ДК), которая находится снаружи вихревой камеры, при этом в нижней части корпуса расположена пластина, являющаяся основанием корпуса и закрывающая торец вихревой камеры, а в выходном отверстии вихревой камеры расположена направляющая трубка, отличающаяся тем, что вихревая камера имеет, по меньшей мере, один тангенциальный вход диспергируемого компонента, при этом АУЗИ выполнен в виде насадки с конической и цилиндрической поверхностями, причем на конической поверхности насадки расположена кольцевая проточка пилообразного профиля, а нижняя часть АУЗИ выполнена в виде стойки, укрепленной в основании корпуса и проходящей с зазором через направляющую трубку, причем стойка имеет, по меньшей мере, одно дополнительное крепление к стенке выходного отверстия вихревой камеры.2. Ультразвуковая газовая горелка по п.1, отличающаяся тем, что стойка выполнена цилиндрической и имеет четыре дополнительных крепления к стенке выходного отверстия вихревой камеры, причем дополнительные крепления расположены радиально крестообразно и выполнены в виде цилиндрических вставок с проточками, укрепленными в отверстиях корпуса, например,

Description

Полезная модель относится к теплотехнике, а именно, к высокопроизводительным торелочным устройствам для сжигания газообразного топлива и может быть использована при сжигания газа в различных теплотехнических устройствах.

Высокая производительность сжигания газообразного топлива в заявляемом устройстве обусловлена его конструктивными особенностями, в частности, использованием вихревой камеры и созданием ультразвукового объемного поля для активизации молекул газа и/или воздуха.

В связи с этим можно указать несколько известных устройств, в которых авторы решали подобные задачи.

Известно «Устройство для диспергирования смесей» (Патент Украины №37662, МПК-6 B01F 11/00, В28С 5/00, опубл. 15.05.2001 г., бюл. №4, 2001 г.).

Недостатком известного устройства является его невысокая эксплуатационная надежность ввиду наличия подвижных частей.

Известен «Дисковый диспергатор» (Патент Украины №33482, МПК-6 B01F 7/26, опубл. 15.02.2001 г., бюл. №1, 2001 г.).

Недостатком известного устройства является его невысокая эксплуатационная надежность ввиду наличия подвижных частей.

Известно «Устройство для диспергирования смесей» (Патент Украины №9719, МПК-5 B01F 7/00, 7/28, 11/00, опубл. 30.09.1996 г., бюл. №3, 1996 г.).

Недостатком известного устройства является его невысокая эксплуатационная надежность ввиду наличия подвижных частей.

Известен «Роторно-пульсационный аппарат» (Патент Украины №9718, МПК-5 B01F 7/00, 7/28, опубл. 30.09.1996 г., бюл. №3, 1996 г.).

Недостатком известного устройства является его невысокая эксплуатационная надежность ввиду наличия подвижных частей.

Известен «Распылитель жидкости» (Авт.св. СССР №1426648, МПК-4 В05В 3/12, 17/00, опубл. 30.09.1988 г., бюл. 36, 1988 г.).

Недостатком известного устройства является наличие пьезокерамики и электрического генератора УЗ-колебаний, что снижает эксплуатационную надежность устройства.

Известен «Вибрационный распылитель» (Авт.св. СССР №1437101, МПК-4 В05В 17/06, опубл. 15.11.1988 г., бюл. 42, 1988 г.).

Недостатком известного устройства является наличие пьезобиморфа и электрического генератора ВЧ-колебаний, что снижает эксплуатационную надежность устройства.

Известен «Ультразвуковой ингалятор» (Авт.св. СССР №1623663, МПК-5 А61М 11/00, 15/00, опубл. 30.01.1991 г., бюл. 4, 1991 г.).

Недостатком известного устройства является наличие электрического генератора ВЧ-колебаний, что снижает эксплуатационную надежность устройства.

Известен «Акустический гомогенизатор» (Авт.св. СССР №1493299, МПК-4 B01F 11/02, В01D 19/00, опубл. 15.07.1989 г., бюл. 26, 1989 г.).

Недостатком известного устройства является наличие пьезоэлектрического преобразователя и электрического генератора УЗ-колебаний, что снижает эксплуатационную надежность устройства.

Известна «Установка для диспергирования суспензий» (Авт.св. СССР №1507446, МПК-4 В02С 19/18, В28С 5/46, опубл. 15.09.1989 г., бюл. 34, 1989 г.).

Недостатком известного устройства является наличие пьезоэлектрического преобразователя и электрического генератора УЗ-колебаний, что снижает эксплуатационную надежность устройства.

Известен «Диспергатор-смеситель» (Авт.св. СССР №1676814, МПК-5 В28С 5/46, опубл. 15.09.1991 г., бюл. 34, 1991 г.).

Недостатком известного устройства является наличие пьезокерамических излучателей и электрического генератора УЗ-колебаний, что снижает эксплуатационную надежность устройства.

Известен «Диспергатор» (Авт.св. СССР №1620309, МПК-5 В28С 5/46, опубл. 15.01.1991 г., бюл. 2, 1991 г.).

Недостатком известного устройства является наличие магнитострикционных излучателей и электрического генератора УЗ-колебаний, что снижает эксплуатационную надежность устройства.

Известно «Ультразвуковое устройство для получения суспензий и эмульсий (Авт.св. СССР №827139, МПК-3 B01F 11/02, В06В 1/18, опубл. 07.05.81 г., бюл. 17, 1981 г.), содержащее корпус, патрубок подачи перегретого пара и соосно размещенные в корпусе сопло, вкладыш с винтовой нарезкой и осевым отверстием и вихревую камеру, причем сопло закреплено в осевом отверстии вкладыша, а патрубок подачи перегретого пара установлен коаксиально внутри сопла.

Недостатками известного устройства являются конструктивная сложность устройства и невысокая эффективность работы устройства ввиду того, что зона диспергирования компонентов расположена внутри вихревой камеры, что приводит к функциональной зависимости производительности устройства от размера вихревой камеры.

Известно «Горелочное устройство» (Авт.св. СССР №1455138, МПК-4 F23D 14/62, бюл. 4, 1989 г.), содержащее воздухоподводящий корпус и размещенный в нем газовый коллектор с радиальными патрубками, имеющими выходные сопла и направляющие лопатки, при этом сопла расположены со стороны, противоположной набегающему потоку воздуха, в форме треугольников, основания которых обращены к стенкам корпуса, каждая лопатка размещена перед соответствующим патрубком по ходу потока в контакте с ним выходной кромкой по линии, параллельной плоскости, проходящей через большую медиану треугольника, перпендикулярно выходному сечению сопл.

Недостатками известного устройства являются его невысокие эксплуатационные характеристики.

Известна «Газовая горелка» (Авт.св. СССР №1631229, МПК-5 F23D 14/02, бюл. 8, 1991 г.), содержащая корпус, топливоподающую трубу с заглушенным выходным торцом и радиальными соплами на боковой поверхности и размещенный перед соплами лопаточный завихритель, причем горелка дополнительно содержит обечайку в виде усеченного конуса с радиально укрепленными партубками на боковой поверхности, установленную в корпусе вокруг трубы с образованием кольцевых зазоров, причем большее основание конуса обечайки обращено навстречу потоку воздуха, радиальные патрубки размещены соосно соплам трубы, а завихритель установлен в зазоре между корпусов и обечайкой.

Недостатками известного устройства являются его невысокие эксплуатационные характеристики.

Известна «Горелка» (Авт.св. СССР №1638463, МПК-5 F23D 14/00, бюл. 12, 1991 г.), содержащая корпус с патрубком для ввода окислителя и расположенную по оси трубу с газовыдающими отверстиями, образующую с корпусом кольцевой зазор, причем горелка дополнительно содержит турбулизирующую сетку, расположенную в указанном кольцевом зазоре.

Недостатками известного устройства, несмотря на его простоту, являются невысокие эксплуатационные характеристики.

Известна «Инжекционная горелка» (Авт.св. СССР №1666868, МПК-5 F23D 14/04, бюл. 28,1991 г.), содержащая смесительную камеру с предвключенным воздушным соплом и газовый коллектор с патрубком подвода газа, расположенный вокруг смесительной камеры и подключенный к ней через завихритель, выполненный в виде системы тангенциальных сопел, причем воздушное сопло выполнено в виде лопла Лаваля, установленного в смесительной камере с образованием кольцевого канала, подключенного к газовому коллектору, при этом патрубок подвода газа установлен на газовом коллекторе тангенциально, а расстояние между выходными торцом сопла Лаваля и ближайшим к нему торцом завихрителя равно 0,3-2,4 ширины завихрителя.

Недостатками известного устройства являются его конструктивная сложность и невысокие эксплуатационные характеристики.

Известна «Газовая горелка» (Авт.св. СССР №1688038, МПК-5 F23D 14/00, бюл. 40, 1991 г.), содержащая корпус, снабженный воздухоподводящим патрубком и разделенный обечайкой на периферийный и центральный каналы, в последнем из которых соосно установлено газоподводящее сопло, снабженное акустическим газовым насадком, состоящем из элемента, подвижного относительно среза сопла и конуса-рассекателя, а в кольцевом зазоре между выходными участками сопла и обечайки установлен завихритель, причем подвижный элемент выполнен в виде фокусирующего полусферического акустического экрана и жестко связан с конусом-рассекателем.

Недостатками известного устройства являются его конструктивная сложность и невысокие эксплуатационные характеристики.

Известна «Горелка для сжигания газа» (Патент Украины №47912 МПК (2009) F23D 14/00, бюл. 4, 2010 г.), который содержит концентрически расположенные газовую и воздушную трубы с патрубками для подвода газа и воздуха, на исходном торце которых установлены сопла, а внутри газовой трубы соосно расположен конусный распределительный клапан с отверстиями, к входному торцу которого присоединена штанга со штурвалом для перемещения клапана вдоль оси, причем он оснащен расположенной соосно между воздушной и газовой трубами дополнительной газовой трубой с патрубком для независимого подвода газа и с конусным соплом на исходном торце, а между газовыми трубами установлены соединенные друг с другом радиальные и кольцевой стабилизаторы с отверстиями, причем между газовой и воздушной трубами на всю длину струи размещен электрод.

Недостатками известного устройства являются его конструктивная сложность и невысокие эксплуатационные характеристики

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату и выбранным в качестве прототипа является «Ультразвуковой диспергатор» (Патент Украины №62102, МПК B01F 11/02 (2006.01), В06В 1/18 (2006.01), бюл. 15, 2011 г.), включающий корпус устройства, вихревую камеру со входом активного диспергирующего компонента-газа (далее - АДК-г), патрубок подачи пассивного диспергируемого компонента-жидкости (далее - ПДК-ж), который расположен по оси вихревой камеры, кроме того, устройство имеет объемную зону ультразвукового диспергирования компонентов (далее - ОЗ-УЗ-ДК), при этом ОЗ-УЗ-ДК расположена вне вихревой камеры, корпус устройства выполнен в виде вихревой камеры, причем вход АДК-г в вихревую камеру расположен тангенциально, при этом патрубок подачи ПДК-ж жестко укреплен в основании корпуса, а его свободный конец расположен снаружи вихревой камеры в зоне ОЗ-УЗ-ДК и на нем расположен акустический ультразвуковой излучатель (далее - АУЗИ), кроме того, устройство дополнительно содержит отражатель АДК-г, укрепленный на верхней части корпуса, наружная поверхность которого выполнена в виде квадратных в плане эквидистантных проточек пилообразного профиля, при этом вихревая камера имеет кольцеобразное выходное отверстие, образованное внутренней поверхностью направляющей трубки АДК-г, укрепленной в выходном отверстии вихревой камеры, и наружной цилиндрической поверхностью патрубка подачи ПДК-ж, кроме того, ОЗ-УЗ-ДК образована за счет ультразвуковых колебаний АДК-г между отражателем АДК-г и АУЗИ, а АУЗИ выполнен в виде насадки с конической и цилиндрической частями и с центральным сквозным отверстием, при этом в цилиндрической части насадки выполнен, по меньшей мере, один сквозной канал, расположенный по диаметру АУЗИ, а на конической части насадки расположена кольцевая проточка пилообразного профиля, кроме того, сверху центрального сквозного отверстия АУЗИ расположен регулятор расхода ПДК-ж, выполненный в виде винта с коническим окончанием резьбовой части.

Следует отметить, что устройство по прототипу функционально предназначено для диспергйрования жидкостей, однако основные конструктивные узлы устройства - вихревая камера и ультразвуковой генератор - позволяют путем небольших конструктивных изменений превратить ультразвуковой диспергатор (по прототипу) в заявляемую ультразвуковую газовую горелку.

Кроме расширения функциональных возможностей прототипа, заявляемое устройство обеспечивает устойчивую работу в широком диапазоне давлений диспергируемых компонентов (газа и/или воздуха) при регулировании его производительности.

Задачей настоящей полезной модели является разработка ультразвуковой газовой горелки с достижением технического результата - расширения функциональных возможностей и повышения энергетики процесса сгорания газообразного топлива.

Поставленная задача достигается тем, что в «Ультразвуковой газовой горелке», включающей корпус устройства, выполненный в виде вихревой камеры с тангенциальным входом диспергируемого компонента, акустический ультразвуковой излучатель (далее - АУЗИ) и отражатель диспергируемого компонента (далее - ОДК), расположенный в верхней части корпуса, наружная поверхность которого выполнена в виде квадратных в плане эквидистантных проточек пилообразного профиля, при этом АУЗИ и ОДК расположены в объемной зоне ультразвукового диспергйрования компонента (далее - ОЗ-УЗ-ДК), которая находится снаружи вихревой камеры, при этом в нижней части корпуса расположена пластина, являющаяся основанием корпуса и закрывающая торец вихревой камеры, а в выходном отверстии вихревой камеры расположена направляющая трубка, вихревая камера имеет, по меньшей мере, один тангенциальный вход диспергируемого компонента, при этом АУЗИ выполнен в виде насадки с конической и цилиндрической поверхностями, причем на конической поверхности насадки расположена кольцевая проточка пилообразного профиля, а нижняя часть АУЗИ выполнена в виде стойки, укрепленной в основании корпуса и проходящей с зазором через направляющую трубку, причем стойка имеет, по меньшей мере, одно дополнительное крепление к стенке выходного отверстия вихревой камеры, кроме того, стойка выполнена цилиндрической и имеет четыре дополнительных креплений к стенке выходного отверстия вихревой камеры, причем дополнительные крепления расположены радиалъно крестообразно и выполнены в виде цилиндрических вставок с проточками, укрепленными в отверстиях корпуса, например, с помощью винтов, при этом тангенциальный вход диспергируемого компонента в вихревую камеру выполнен в районе большего диаметра усеченного конуса, а кольцеобразное выходное отверстие вихревой камеры расположено в районе меньшего диаметра усеченного конуса, а два тангенциальных входа диспергируемого компонента расположены оппозитно друг другу.

Существенными признаками заявляемого устройства, совпадающими с прототипом, являются следующие признаки:

- корпус устройства;

- корпус выполнен в виде вихревой камеры с тангенциальным входом диспергируемого компонента;

- акустический ультразвуковой излучатель (далее - АУЗИ);

- отражатель диспергируемого компонента (далее - ОДК), расположенный в верхней части корпуса;

- наружная поверхность ОДК выполнена в виде квадратных в плане эквидистантных проточек пилообразного профиля,

- АУЗИ и ОДК расположены в объемной зоне ультразвукового диспергирования компонента (Далее - ОЗ-УЗ-ДК);

- ОЗ-УЗ-ДК расположена вне вихревой камеры;

- в нижней части корпуса расположена пластина, являющаяся основанием корпуса и закрывающая торец вихревой камеры;

- в выходном отверстии вихревой камеры расположена направляющая трубка.

Отличительными от прототипа существенными признаками заявляемого устройства являются следующие признаки:

- вихревая камера имеет, по меньшей мере, один тангенциальный вход диспергируемого компонента;

- АУЗИ выполнен в виде насадки с конической и цилиндрической поверхностями, причем на конической поверхности насадки расположена кольцевая проточка пилообразного профиля;

- нижняя часть АУЗИ выполнена в виде стойки, укрепленной в основании корпуса и проходящей с зазором через направляющую трубку;

- стойка имеет, по меньшей мере, одно дополнительное крепление к стенке выходного отверстия вихревой камеры.

Частными отличительными от прототипа существенными признаками» заявляемого устройства являются следующие признаки:

- стойка выполнена цилиндрической и имеет четыре дополнительных крепления к стенке выходного отверстия вихревой камеры, причем дополнительные крепления расположены радиально крестообразно и выполнены в виде цилиндрических вставок с проточками, укрепленными в отверстиях корпуса, например, с помощью винтов;

- тангенциальный вход диспергируемого компонента в вихревую камеру выполнен в районе большего диаметра усеченного конуса, а кольцеобразное выходное отверстие вихревой камеры расположено в районе меньшего диаметра усеченного конуса;

- два тангенциальных входа диспергируемого компонента расположены оппозитно друг другу.

Между существенными признаками заявляемой полезной модели и достигаемым техническим результатом существует следующая причинно-следственная связь.

Действительно, достижение указаного технического результата - повышения энергетики процесса сгорания газообразного топлива - возможно только при осуществлении всех признаков, указанных в формуле полезной модели.

Например, выполнение поверхности вихревой камеры в виде усеченного конуса и тангенциальный ввод ОДК позволяют лучше сконцентрировать вихревой поток газа и значительно повысить энергетику процесса создания ОЗ-УЗ-ДК.

Так как объемная зона ультразвукового диспергирования компонентов - ОЗ-УЗ-ДК - расположена снаружи вихревой камеры, то ее размеры не зависят от габаритов вихревой камеры, что исключает функциональную зависимость производительности устройства от размера вихревой камеры, как это наблюдается в аналогах с ОЗ-УЗ-ДК, расположенной внутри вихревой камеры.

Кроме того, ОЗ-УЗ-ДК образуется за счет возбуждения устойчивых ультразвуковых колебаний ОДК между АУЗИ и отражателем ОДК, причем конструктивно АУЗИ и отражатель ОДК представляют собой простые и надежные элементы устройства, например, поверхность отражатель ОДК выполнена в виде эквидистантных проточек пилообразного профиля верхней части корпуса, которые образуют на поверхности отражателя ОДК упорядоченную «волновую» механическую структуру, эффективно взаимодействующую с молекулами газа в УЗ-области колебаний.

Стойка АУЗИ в зоне кольцеобразного выходного отверстия вихревой камеры имеет, по меньшей мере, одно дополнительное крепление к стенке корпуса устройства, что значительно повышает устойчивость работы устройства в широком диапазоне давлений газа при регулировании его производительности.

В одном из возможных вариантов дополнительное крепление стойки выполнено в виде четырех цилиндрических вставок с проточками, которые расположены радиально крестообразно и укреплены в отверстиях корпуса.

В настоящее время практически нет промышленных предприятий и котельных, которые используют природный газ при среднем давлении в топке (в газовой горелке). Все работают на низком давлении, для чего приходится его понижать, ибо по местным магистралям он прокачивается под средним давлением.

Это приводит к определенным энергетическим потерям и является дополнительным технологическим звеном, требующим расходов на специальное оборудование. В основном это обусловлено тем, что нет безопасных горелок для небольших расходов газа., при этом газ подается в топки неорганизованным потоком, смешивается с воздухом через воздуходувки практически естественным путем и считается, что этого достаточно, чтобы газ сгорел полностью. Однако этого не происходит, Горение проходит довольно хаотично, газ полностью не сгорает, образуются вредные выбросы в атмосферу (СО, NOx и др.).

В заявляемой полезной модели время предлагается конструкция ультразвуковой газовой горелки, которая может работать на газообразном топливе, начиная с давления 2-2,5 атм (т.е. среднего давления).

Одним из эффективных приемов оптимизации сжигания газообразного топлива является максимальная активизация его потока при истечении из горелки. На выходе из заявляемого устройства газовый поток активизируется стоячей ультразвуковой волной ~43,4кГц. При этом смешивание газа с воздухом возможно в различных наиболее оптимальных пропорциях.

В комплексе это приведет к 100% утилизации газового топлива, значительной экономии газа и воздуха, увеличению скорости реакции горения и снижению вредных выбросов в атмосферу до минимально возможных величин.

Внедрение технологических возможностей «УГГД» в различные технологические процессы, особенно в большой химии при производстве удобрений, в больших котельных или переработке нефтепродуктов, будет способствовать продвижению энергосберегающих программ, снижению себестоимости конечной продукции, улучшению экологических показателей и, в конечном счете, повышению конкурентоспособности наших производителей.

Перевод промышленных предприятий и котельных ЖКХ на использование газа среднего давления и внедрение новой горелки в масштабах Украины при соответствующей программе даст не только значительную экономию газа и жидкого топлива, но и возможность задействовать международные ресурсы по Киотскому протоколу.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, который включает поиск по патентным и научно-техническим источникам информации, с выявлением источников, содержащих информацию об аналогах заявляемого технического решения, позволяет установить, что заявителем не выявлены аналоги, которые характеризуются всей совокупностью признаков, идентичной всем существенным признакам заявляемого устройства, указанных в формуле полезной модели.

Потому можно утверждать, что полезная модель соответствует условию патентоспособности по критерию «новизна».

Кроме того, полезная модель промышленно применима, потому что заявляемое техническое решение позволяет использовать его при разработке и производстве ультразвуковых газовых горелок для различных теплотехнических устройств.

Возможность осуществление заявляемой полезной модели подтверждается нижеприведенным описанием ее практической реализации и иллюстрируется чертежами.

На фиг.1 изображен осевой разрез заявляемого устройства, на фиг.2 показано сечение по диаметру, вид сверху.

Ультразвуковая газовая горелка включает корпус устройства 1, выполненный в виде вихревой камеры 2, поверхность которой представляет собой усеченный конус 3.

Вихревая камера 2 имеет, по меньшей мере, один тангенциальный вход 4 диспергируемого компонента (газа и/или воздуха). Оптимальным является наличие двух тангенциальных входов 4 диспергируемого компонента, расположенных оппозитно друг другу.

Акустический ультразвуковой излучатель 5 (далее - АУЗИ 5) и отражатель диспергируемого компонента 6 (далее - ОДК 6) расположены в верхней части корпуса 1.

Наружная поверхность 7 ОДК 6 выполнена в виде квадратных в плане эквидистантных проточек пилообразного профиля.

АУЗИ 5 и ОДК 6 расположены в объемной зоне ультразвукового диспергирования компонента (далее - ОЗ-УЗ-ДК), которая находится снаружи вихревой камеры 1.

В нижней части корпуса 1 расположена пластина 8, являющаяся основанием корпуса 1 и закрывающая торец вихревой камеры 2.

Наружная поверхность 7 ОДК 6 представляет собой упорядоченную «волновою» механическую структуру.

В выходном отверстии 9 вихревой камеры 2 расположена направляющая трубка 10 для выхода диспергируемого компонента.

Тангенциальный вход 4 диспергируемого компонента в вихревую камеру 2 выполнен в районе большего диаметра усеченного конуса 3, а выходное отверстие 9 вихревой камеры 2 расположено в районе меньшего диаметра усеченного конуса.

АУЗИ 5 выполнен в виде насадки 11 с конической 12 и цилиндрической 13 поверхностями, причем на конической части 12 насадки 11 расположена кольцевая проточка 14 пилообразного профиля.

Нижняя часть АУЗИ 5 выполнена в виде стойки 15, укрепленной в пластине 8 основания корпуса 1 и проходящей с зазором через направляющую трубку 10, причем стойка 15 имеет, по меньшей мере, одно дополнительное крепление 16 к стенке выходного отверстия 9 вихревой камеры 2.

Объемная зона ультразвукового диспергирования компонентов (далее - ОЗ-УЗ-ДК) образована - за счет возбуждения устойчивых ультразвуковых колебаний диспергируемого компонента между АУЗИ 5 и ОДК 6.

Стойка 15 может быть выполнена цилиндрической и иметь четыре дополнительных крепления 16 к стенке выходного отверстия 9 вихревой камеры 2, причем дополнительные крепления 16 расположены радиально крестообразно и выполнены в виде цилиндрических вставок с проточками 17, укрепленными в отверстиях 18 корпуса 1, например, с помощью винтов 19.

Заявляемое устройство работает следующим образом.

Диспергируемый компонент (газ и/или воздух) под избыточным давлением 1,5-2,5 ати подают через тангенциальный вход 4 внутрь вихревой камеры 2.

Поток диспергируемого компонента закручивается внутри вихревой камеры 2, при этом поток плавно переходит с большего диаметра усеченного конуса 3 на его меньший диаметр (кольцеобразное выходное отверстие 9), что приводит, согласно закона Бернулли, к значительному увеличению скорости потока и уменьшению его давления в кольцеобразном выходном отверстии 9 не только по сравнению с давлением потока на входе в вихревую камеру 2, но и по сравнению с давлением среды снаружи заявляемого устройства.

Далее поток диспергируемого компонента выходит из кольцеобразного выходного отверстия 9 и попадает в ОЗ-УЗ-ДК, в которой происходит генерирование ультразвуковых колебаний между конической частью 13 АУЗИ 5 и отражателем ОДК 6, причем в этой зоне образуется стоячая объемная волна с частотой ультразвуковых колебаний в несколько десятков кГц.

Поток диспергируемого компонента активизируется в зоне ОЗ-УЗ-ДК, молекулы газа и/или воздуха приводятся в колебательное движение, что способствует лучшему перемешиванию топлива (газа) и окислителя (кислорода воздуха) и оптимизирует и улучшает процесс сжигания газообразного топлива.

Таким образом, заявляемая ультразвуковая газовая горелка позволяет реализовать один из эффективных приемов оптимизации сжигания газообразного топлива - максимально активизировать его поток при истечении из горелки с помощью стоячей ультразвуковой волной ~43,4кГц, что существенно повышает энергетику процесса сгорания газообразного топлива.

Учитывая вышеизложенное, можно сделать вывод, что задача, поставленная в настоящей полезной модели - разработка ультразвуковой газовой горелки - выполнена с достижением технического результата -расширения функциональных возможностей и повышения энергетики процесса сгорания газообразного топлива.

Claims (4)

1. Ультразвуковая газовая горелка, включающая корпус устройства, выполненный в виде вихревой камеры с тангенциальным входом диспергируемого компонента, акустический ультразвуковой излучатель (АУЗИ) и отражатель диспергируемого компонента (ОДК), расположенный в верхней части корпуса, наружная поверхность которого выполнена в виде квадратных в плане эквидистантных проточек пилообразного профиля, при этом АУЗИ и ОДК расположены в объемной зоне ультразвукового диспергирования компонента (ОЗ-УЗ-ДК), которая находится снаружи вихревой камеры, при этом в нижней части корпуса расположена пластина, являющаяся основанием корпуса и закрывающая торец вихревой камеры, а в выходном отверстии вихревой камеры расположена направляющая трубка, отличающаяся тем, что вихревая камера имеет, по меньшей мере, один тангенциальный вход диспергируемого компонента, при этом АУЗИ выполнен в виде насадки с конической и цилиндрической поверхностями, причем на конической поверхности насадки расположена кольцевая проточка пилообразного профиля, а нижняя часть АУЗИ выполнена в виде стойки, укрепленной в основании корпуса и проходящей с зазором через направляющую трубку, причем стойка имеет, по меньшей мере, одно дополнительное крепление к стенке выходного отверстия вихревой камеры.

2. Ультразвуковая газовая горелка по п.1, отличающаяся тем, что стойка выполнена цилиндрической и имеет четыре дополнительных крепления к стенке выходного отверстия вихревой камеры, причем дополнительные крепления расположены радиально крестообразно и выполнены в виде цилиндрических вставок с проточками, укрепленными в отверстиях корпуса, например, с помощью винтов.

3. Ультразвуковая газовая горелка по п.1, отличающаяся тем, что тангенциальный вход диспергируемого компонента в вихревую камеру выполнен в районе большего диаметра усеченного конуса, а выходное отверстие вихревой камеры расположено в районе меньшего диаметра усеченного конуса.

4. Ультразвуковая газовая горелка по п.1, отличающаяся тем, что два тангенциальных входа диспергируемого компонента расположены оппозитно друг другу.

Images