RU132527U1

RU132527U1 - BURNER

Info

Publication number: RU132527U1
Application number: RU2013124330/06U
Authority: RU
Inventors: Игорь Николаевич Кузин; Дмитрий Александрович Тимошенко
Original assignee: Закрытое акционерное общество "Теплохиммонтаж"
Priority date: 2013-05-27
Filing date: 2013-05-27
Publication date: 2013-09-20

Abstract

1. Горелочное устройство, содержащее коаксиально расположенные воздухоподающий корпус и заглушенную с выходного торца центральную газовую трубу с выпускными отверстиями и закрепленный на выходе воздухоподающего корпуса конфузор-стабилизатор, имеющий конический участок, обращенный большим основанием ко входу и сообщенный по меньшему основанию с цилиндрическим участком, на выходном торце которого имеется фланец, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру воздухоподающего корпуса, причем на фланце и конической части конфузора-стабилизатора выполнены полостные отверстия, отличающееся тем, что оно снабжено установленным соосно внутри воздухоподающего корпуса с возможностью осевого перемещения струйным успокоителем в виде сопла Вентури, внутренняя конфигурация полости которого выполнена в виде двух соединенных по меньшему основанию усеченных конусов, в наружной кольцевой проточке которого закреплены реверсивные пружины оппозитного действия.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что реверсивные пружины оппозитного действия зафиксированы на воздухоподающем корпусе с помощью стопорного винта и опорной шайбы.3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что на входе, на периферии внутренней конической поверхности струйного успокоителя выполнен фронтальный кольцевой участок. 1. A burner device comprising a coaxially arranged air supply housing and a central gas pipe muffled from the outlet end and outlet holes and a confuser-stabilizer fixed to the outlet of the air supply housing, having a conical section facing the inlet with a large base and communicating with the cylindrical section on the smaller base, the output end of which there is a flange, the outer diameter of which is equal to the inner diameter of the air supply housing, and on the flange and the conical part of the embarrassment cavity stabilizer has cavity openings, characterized in that it is equipped with a coaxially mounted jet inside the air supply housing with the possibility of axial movement of the jet damper in the form of a Venturi nozzle, the internal configuration of the cavity of which is made in the form of two truncated cones connected on a smaller base, in the outer ring groove of which are fixed reverse box springs. 2. The device according to claim 1, characterized in that the reversible springs of the opposite action are fixed on the air supply housing with a locking screw and a supporting washer. 3. The device according to claim 1, characterized in that at the entrance, on the periphery of the inner conical surface of the jet damper, a frontal annular portion is made.

Description

Полезная модель относится к теплоэнергетике, а именно к горелочным устройствам теплотехнических агрегатов и может быть использована в различных областях промышленности и промышленной теплотехники, в частности для печей обжига кирпича, в сушилах и других нагревательных устройствах.The utility model relates to a power system, namely to burner devices of heat engineering units and can be used in various fields of industry and industrial heat engineering, in particular for brick kilns, in dryers and other heating devices.

Горелки газовые устанавливаются в печах обжига изделий, где температура среды выше 700 C и требуется прямоточный скоростной факел для организации равномерного температурного поля по сечению печи.Gas burners are installed in product kilns where the temperature of the medium is above 700 C and a direct-flow high-speed torch is required to organize a uniform temperature field over the cross section of the furnace.

Известна газовая горелка (авт.св. СССР N 1599620, МПК F23D 14/70, опубл. 1988 г.), содержащая воздухоподающий корпус, установленную на оси корпуса заглушенную с выходного торца газовую трубу с наклонными отверстиями на ее боковой поверхности и коаксиально размещенный насадок, в полости которого выполнена камера предварительного смешения и который на входе снабжен конической обечайкой, сопряженной большим внутренним диаметром с большим диаметром конического участка камеры, а меньшим диаетром плотно скрепленный с боковой стенкой газовой трубы, причем камера подключена к полости корпуса при помощи отверстий, выполненных в обечайке, оси которых наклонены к оси камеры.Known gas burner (ed. St. USSR N 1599620, IPC F23D 14/70, publ. 1988), containing an air supply housing mounted on the axis of the housing is a gas pipe plugged from the outlet end with inclined holes on its side surface and coaxially placed nozzles , in the cavity of which a pre-mixing chamber is made and which at the inlet is equipped with a conical shell, conjugated with a large inner diameter and a large diameter of the conical section of the chamber, and densely attached to the side wall of the gas pipe by a smaller diameter, m the camera is connected to the cavity of the housing using holes made in the shell, the axis of which are inclined to the axis of the camera.

Однако известная горелка имеет ряд недостатков.However, the known burner has several disadvantages.

Неустойчивый газодинамический режим работы в условиях колебаний параметров впрыска (газ, воздух) приводит к дестабилизации формы контура факела и нарушает технологический режим термообработки изделий. Сложная система канальных отверстий и полостей не обеспечивает (за счет образования застойных зон) качественного перемешивания газа с воздухом и снижает коэффициент активации топлива до величины К_а=0,67 при этом ухудшаются экологические параметры горелочного устройства.An unstable gas-dynamic mode of operation in the presence of fluctuations in the injection parameters (gas, air) leads to destabilization of the shape of the torch contour and violates the technological regime of heat treatment of products. A complex system of channel openings and cavities does not provide (due to the formation of stagnant zones) high-quality mixing of gas with air and reduces the fuel activation coefficient to K _a = 0.67, while the environmental parameters of the burner are deteriorating.

Известно также горелочное устройство (см. патент РФ №2021558, МПК⁷ F23D 14 /00, опубл. 15.10.1994 г.), содержащее воздухоподающий корпус с завихрителями на выходе и центральную газовую трубу с входными воздушными каналами в районе камеры предварительного смешения, снабженной рассекателями, центральная газовая труба на выходном конце снабжена цилиндрическим наконечником в форме стакана с отношением внутренних диаметров 0,3-0,6, имеющим обтекатель с плавным переходом с воздушной стороны и участок внезапного расширения со стороны газового канала, при этом воздушные каналы выполнены в обтекателе и в стенке цилиндрического наконечника в форме стакана.A burner device is also known (see RF patent No. 2021558, IPC ⁷ F23D 14/00, publ. 10/15/1994), containing an air supply housing with swirls at the outlet and a central gas pipe with air inlets in the area of the preliminary mixing chamber, equipped dividers, the Central gas pipe at the output end is equipped with a cylindrical tip in the form of a glass with a ratio of internal diameters of 0.3-0.6, with a fairing with a smooth transition from the air side and a section of sudden expansion from the gas channel, air channels formed in the fairing and the wall of the cylindrical cup-shaped tip.

Недостатками этого устройства является следующее:The disadvantages of this device are the following:

- недостаточное использование кинетической энергии струй газа и воздуха и, как следствие, низкий коэффициент активации топлива К_а=0,6;- insufficient use of the kinetic energy of the jets of gas and air and, as a consequence, a low coefficient of activation of the fuel K _a = 0.6;

- вследствие отсутствия возможности осуществлять регулировку соотношения подачи «газ-воздух» в зависимости от конкретных условий эксплуатации горелочного устройства и разных по теплотворной способности видов топлива невозможно осуществить механизм адаптации камеры смешения устройства к изменению соотношения «газ-воздух» 1:25, как следствие, низкая устойчивость горения топлива.- due to the lack of the ability to adjust the gas-to-air supply ratio depending on the specific operating conditions of the burner device and different types of fuel in terms of calorific value, it is impossible to adapt the device’s mixing chamber to a change in the gas-air ratio 1:25, as a result, low stability of fuel combustion.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является горелочное устройство (паспорт «Горелка газовая ГНБ-80, ИНГ.040-00.00.000ПС, Киев-2012»), содержащее коаксиально расположенные воздухоподающий корпус и заглушенную с выходного торца центральную газовую трубу с выпускными отверстиями и закрепленный на выходе воздухоподающего корпуса конфузор-стабилизатор, имеющий конический участок, обращенный большим основанием ко входу и сообщенный по меньшему основанию с цилиндрическим участком, на выходном торце которого имеется фланец, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру воздухоподающего корпуса, причем на фланце и конической части конфузора-стабилизатора выполнены полостные отверстия.Closest to the proposed technical essence is a burner device (passport "Gas burner GNB-80, ING.040-00.00.000PS, Kiev-2012"), containing a coaxially located air supply housing and a central gas pipe plugged from the outlet end with exhaust holes and a confuser-stabilizer fixed to the outlet of the air supply housing, having a conical section facing the inlet with a large base and communicated at the smaller base with a cylindrical section at the outlet end of which there is a flange, uzhny diameter equal to the inner diameter of the air supply housing, wherein the flange and the conical portion converging tube-formed stabilizer abdominal openings.

Недостатками описанного устройства по прототипу является следующие факторы:The disadvantages of the described device according to the prototype are the following factors:

- низкая стабильность пламени факела;- low flame stability;

- отсутствие демпфирования колебаний давления газовоздушной смеси.- the absence of damping of pressure fluctuations of the gas-air mixture.

Новым техническим результатом предлагаемого горелочного устройства является обеспечение демпфирования колебаний давления газовоздушной смеси и, как следствие, возможность настройки требуемых газодинамических параметров, исключение возможности появления непрогнозируемых режимов при переходных процессах работы горелочного устройства и повышение стабилизационных характеристик пламени факела, вследствие чего повысится надежность при эксплуатации горелочного устройства в целом.A new technical result of the proposed burner device is to provide damping of pressure fluctuations of the gas-air mixture and, as a result, the ability to adjust the required gas-dynamic parameters, eliminate the possibility of unpredictable modes during transient operation of the burner device and increase the stabilization characteristics of the flame of the torch, thereby increasing the reliability of operation of the burner device generally.

Указанный технический результат достигается тем, что горелочное устройство, содержащеее коаксиально расположенные воздухоподающий корпус и заглушенную с выходного торца центральную газовую трубу с выпускными отверстиями и закрепленный на выходе воздухоподающего корпуса конфузор-стабилизатор, имеющий конический участок, обращенный большим основанием ко входу и сообщенный по меньшему основанию с цилиндрическим участком, на выходном торце которого имеется фланец, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру воздухоподающего корпуса, причем на фланце и конической части конфузора-стабилизатора выполнены полостные отверстия, согласно полезной модели снабжено установленным соосно внутри воздухоподающего корпуса с возможностью осевого перемещения струйным успокоителем в виде сопла Вентури, внутренняя конфигурация полости которого выполнена в виде двух соединенных по меньшему основанию усеченных конусов, в наружной кольцевой проточке которого закреплены реверсивные пружины оппозитного действия, при этом реверсивные пружины оппозитного действия зафиксированы на воздухоподающем корпусе с помощью стопорного винта и опорной шайбы; при наилучшем варианте выполнения устройства на входе, на периферии внутренней конической поверхности струйного успокоителя выполнен фронтальный кольцевой участок, предназначенный для увеличения площади взаимодействия потока газовоздушной смеси со стороны центральной газовой трубы.The specified technical result is achieved in that the burner device, containing a coaxially arranged air supply housing and a central gas pipe plugged from the outlet end with outlet openings and a confuser-stabilizer fixed to the outlet of the air supply housing, has a conical section facing the inlet with a large base and communicating with a smaller base with a cylindrical section, at the output end of which there is a flange, the outer diameter of which is equal to the inner diameter of the air supply about the housing, and on the flange and the conical part of the confuser-stabilizer there are cavity openings, according to a utility model it is equipped with an axial displacement axial displacement of the jet supply in the form of a Venturi nozzle, the internal cavity configuration of which is made in the form of two truncated cones connected at a smaller base , in the outer annular groove of which the reversible springs of the opposite action are fixed, while the reversible springs of the opposite action are fixed ovany on the air supply housing using the locking screw and the bearing washer; with the best embodiment of the device at the inlet, on the periphery of the inner conical surface of the jet damper, a frontal annular section is made to increase the area of interaction of the air-gas mixture flow from the side of the central gas pipe.

Благодаря описанному конструктивному выполнению горелочного устройства выходной конический участок струйного успокоителя в виде сопла Вентури совместно с обращенным к нему коническим участком конфузора-стабилизатора образует резонирующую камеру, в которой перемещается струйный успокоитель под воздействием давления потока газовоздушной смеси со стороны центральной газовой трубы на фронтальный кольцевой участок входного конуса струйного успокоителя, при имеющих место, как правило, колебаниях давления газовоздушной смеси закрепленные в наружной кольцевой проточке струйного успокоителя реверсивные пружины оппозитного действия действия демпфируют их, обеспечивая стабилизацию газодинамических параметров потока газовоздушной смеси и, как следствие, возможность настройки требуемых газодинамических параметров, исключение возможности появления непрогнозируемых режимов при переходных процессах работы горелочного устройства и повышение стабилизационных характеристик горения, вследствие чего повысится надежность при эксплуатации горелочного устройства в целом.Due to the described embodiment of the burner device, the outlet conical section of the jet damper in the form of a Venturi nozzle together with the conical section of the confuser-stabilizer facing it forms a resonating chamber in which the jet damper moves under the influence of the pressure of the gas-air mixture from the side of the central gas pipe to the front annular section of the inlet cone of the jet damper, with, as a rule, fluctuations in the pressure of the gas-air mixture occur reversible opposite action springs located in the outer annular groove of the jet soothing damper them, providing stabilization of the gas-dynamic parameters of the air-gas mixture flow and, as a result, the ability to adjust the required gas-dynamic parameters, eliminating the possibility of unpredictable conditions during transient operation of the burner device and increasing the stabilization characteristics of combustion, as a result, the reliability during operation of the burner device as a whole will increase .

На чертеже представлен продольный разрез предлагаемого горелочного устройства.The drawing shows a longitudinal section of the proposed burner device.

Горелочное устройство выполнено в виде коаксиально расположенных воздухоподающего корпуса 1 и заглушенной с выходного торца центральной газовой трубы 2 с насадкой 12 и с выпускными отверстиями 4 и закрепленного на выходе воздухоподающего корпуса 1 конфузора-стабилизатора 3, имеющего конический участок, обращенный большим основанием ко входу и сообщенный по меньшему основанию с цилиндрическим участком, на выходном торце которого имеется фланец, наружный диаметр которого равен внутреннему диаметру воздухоподающего корпуса 1, причем на фланце и на конической части конфузора-стабилизатора 3 выполнены полостные отверстия 5, 6, согласно полезной модели горелочное устройство снабжено установленным соосно внутри воздухоподающего корпуса 1 с возможностью осевого перемещения струйным успокоителем 9 в виде сопла Вентури, внутренняя конфигурация полости которого выполнена в виде двух соединенных по меньшему основанию усеченных конусов, на входе, на периферии внутренней конической поверхности струйного успокоителя выполнен фронтальный кольцевой участок 14, а в наружной кольцевой проточке 11 струйного успокоителя 9 закреплены реверсивные пружины 13, 8 оппозитного действия, зафиксированные на воздухоподающем корпусе 1 с помощью стопорного винта 10 и опорной шайбы 7.The burner device is made in the form of a coaxially arranged air supply housing 1 and muffled from the outlet end of the central gas pipe 2 with a nozzle 12 and with exhaust openings 4 and fixed at the outlet of the air supply housing 1 of the confuser-stabilizer 3 having a conical section facing a large base to the input and communicated on a smaller base with a cylindrical section, on the output end of which there is a flange, the outer diameter of which is equal to the inner diameter of the air supply housing 1, and on cavity and holes 5, 6 are made on the cone and on the conical part of the confuser-stabilizer 3, according to a useful model, the burner device is provided coaxially mounted inside the air supply housing 1 with the possibility of axial movement of the jet damper 9 in the form of a Venturi nozzle, the internal configuration of the cavity of which is made in the form of two connected by to the smaller base of the truncated cones, at the entrance, on the periphery of the inner conical surface of the jet damper, a frontal annular portion 14 is made, and in the outer annular bore 11 jet damper 9 mounted reversing spring 13, 8 oppozitnogo action fixed on the air supply housing 1 with a locking screw 10 and the support washer 7.

Горелочное устройство работает так.The burner works like this.

По центральной газовой трубе 2 с насадкой 12 через выпускные отверстия 4 рассредоточенно подается газ, по периферийному каналу воздухоподающего корпуса 1 - воздух, затем частично подготовленная газовоздушная смесь поступает через струйный успокоитель 9 в виде сопла Вентури на вход конфузора-стабилизатора 3, под воздействием давления потока газовоздушной смеси со стороны центральной газовой трубы 2 на фронтальный кольцевой участок 14 струйного успокоителя 9 последний перемещается в осевом направлении, изменяя при этом газодинамические параметры потока на участке воздухоподающего корпуса 1, образованном двумя коническими поверхностями струйного успокоителя 9 и конфузора-стабилизатора 3, на расстояние определяемое сопротивлением сжатия и растяжения, соответственно, пружин 8 и 13, зафиксированных на воздухоподающем корпусе 1 стопорным винтом 10 с помощью опорной шайбы 7 в наружной кольцевой проточке 11 струйного успокоителя 9 обеспечивающих демпфирование колебаний струйного успокоителя 9 при дестабилизации входного давления газа и воздуха, следовательно и давления газовоздушной смеси. Далее газовоздушная смесь перемещается по основному каналу и через систему полостных отверстий 5,6 в конфузоре-стабилизаторе 3 на поджиг и выхлоп в пламени факела.Gas is distributed through the central gas pipe 2 with nozzle 12 through the outlet openings 4, air is supplied through the peripheral channel of the air supply housing 1, then the partially prepared air-gas mixture enters through the jet damper 9 in the form of a Venturi nozzle to the inlet of the confuser-stabilizer 3, under the influence of flow pressure of the gas-air mixture from the side of the central gas pipe 2 to the frontal annular portion 14 of the jet damper 9, the latter moves in the axial direction, while changing the gas-dynamic pairs flow meters in the area of the air supply housing 1, formed by two conical surfaces of the jet damper 9 and the confuser-stabilizer 3, to a distance determined by the compressive and tensile strengths, respectively, of the springs 8 and 13, fixed on the air supply housing 1 with a locking screw 10 using a supporting washer 7 in the outer annular groove 11 of the jet damper 9 providing damping of the vibrations of the jet damper 9 when the inlet pressure of the gas and air is destabilized, and therefore the air pressure Noah mixture. Next, the gas-air mixture moves along the main channel and through the system of cavity openings 5.6 in the confuser-stabilizer 3 for ignition and exhaust in the flame of the torch.

Claims

1. A burner device comprising a coaxially arranged air supply housing and a central gas pipe muffled from the outlet end and outlet holes and a confuser-stabilizer fixed to the outlet of the air supply housing, having a conical section facing the inlet with a large base and communicating with the cylindrical section on the smaller base, the output end of which there is a flange, the outer diameter of which is equal to the inner diameter of the air supply housing, and on the flange and the conical part of the embarrassment cavity stabilizer has cavity openings, characterized in that it is provided with a coaxially mounted jet inside the air supply housing with the possibility of axial movement of the jet damper in the form of a Venturi nozzle, the internal configuration of the cavity of which is made in the form of two truncated cones connected to a smaller base, in the outer annular groove of which are fixed reverse springs of opposite action.

2. The device according to claim 1, characterized in that the reversible springs of the opposite action are fixed on the air supply housing with a locking screw and a supporting washer.

3. The device according to claim 1, characterized in that at the entrance, on the periphery of the inner conical surface of the jet damper, a frontal annular portion is made.