RU17598U1

RU17598U1 - LIQUID FUEL COMBUSTION DEVICE

Info

Publication number: RU17598U1
Application number: RU2000124730/20U
Authority: RU
Inventors: Т.К. Андреева; К.А. Андреев
Original assignee: Андреева Татьяна Константиновна
Priority date: 2000-10-02
Filing date: 2000-10-02
Publication date: 2001-04-10

Abstract

1. Устройство для сжигания жидкого топлива, содержащее корпус форсунки с выходным соплом, выполненным в виде конусной выемки с уклоном наклона образующей поверхности к оси корпуса форсунки в 25-35, внутри которого соосно ему установлена топливоподающая игла с возможностью перемещения ее относительно выходного сопла, канал для подачи первичного воздуха и камеру подачи вторичного воздуха, в которой установлен корпус форсунки, отличающееся тем, что конусная выемка по окружности дополнительно соединена с каналом подачи первичного воздуха отверстиями, расположенными к оси корпуса форсунки под углом 10-15.2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что наружная поверхность корпуса форсунки относительно конусной выемки выполнена обтекаемой формы.1. A device for burning liquid fuel, comprising a nozzle body with an output nozzle made in the form of a conical recess with a slope of the generatrix of the surface to the axis of the nozzle body 25-35, inside which a fuel supply needle is installed coaxially with it, with the possibility of moving it relative to the output nozzle, channel for supplying primary air and a secondary air supply chamber in which the nozzle body is installed, characterized in that the conical recess around the circumference is additionally connected to the primary air supply channel from ERSTU arranged at an angle to the axis of the nozzle body 10-15.2. The device according to claim 1, characterized in that the outer surface of the nozzle body relative to the conical recess is streamlined.

Description

Устройство для сжигания жидкого топлива.A device for burning liquid fuel.

Техническое решение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания топлива в промышленных агрегатах энергетического, металлургического и химического направлений.The technical solution relates to energy and can be used to burn fuel in industrial units of the energy, metallurgical and chemical fields.

Известно, что горение - это реакция окисления газа кислородом окружающего воздуха, которое происходит лишь на границе между газом и воздухом, в слое, называемом фронтом пламени, толщиной всего лишь в десятые доли миллиметра. Фронт пламени охватывает струю со всех сторон, и поэтому она кажется сплошным факелом. Интенсивное горение идет только в турбулентной части струи, где газ хорошо перемешивается с воздухом, там основная зона пламени.It is known that combustion is a reaction of gas oxidation with oxygen from ambient air, which occurs only at the boundary between gas and air, in a layer called the flame front, with a thickness of only a tenth of a millimeter. The flame front covers the stream from all sides, and therefore it seems to be a continuous torch. Intensive combustion occurs only in the turbulent part of the jet, where the gas mixes well with air, where the main flame zone is.

Существует множество устройств для сжигания топлив, конструкции которых в той или иной мере направлены на повышение эффективности сгорания топлива, их экономичности, а также на снижение содержания вредных выбросов в продуктах сгорания.There are many devices for burning fuels, the designs of which to one degree or another are aimed at increasing the efficiency of fuel combustion, their economy, as well as reducing the content of harmful emissions in the combustion products.

Известно устройство для сжигания топлива во вращающейся печи по а.с. СССР №1179073, М.кл4 F27B 7/36, которое содержит коаксиально установленные центральнуюA device for burning fuel in a rotary kiln by AS USSR No. 1179073, M.kl4 F27B 7/36, which contains a coaxially mounted central

и наружную трубы, подключенные соответственно к источникам топлива и воздуха и образующие камеру смешения,and an outer pipe connected respectively to a source of fuel and air and forming a mixing chamber,

снабженную турбулизатором потока в виде упругой пластины, которая установлена соосно центральной трубе и снабжена экраном, закрепленным на ней под углом SOSO0.equipped with a flow turbulator in the form of an elastic plate, which is mounted coaxially with the central pipe and provided with a screen fixed to it at an angle SOSO0.

20001247302000124730

Illlllillilllllllllllllll ШИПИ IlllIlllllillillllllllllllllll SHIPI Illl

20001247302000124730

МПК F23d IPC F23d

i i

По этому изобретению газовый поток топлива, идущий по центральному каналу на выходе встречает препятствие в виде экрана, установленного под углом на упругой пластине. Под действием газового потока пластина отклоняется, однако вследствие ее упругих свойств она занимает исходное положение. В результате взаимодействия упругих свойств пластины и газового потока она начинает интенсивно вибрировать в результате чего топливо эффективно смешивается с воздухом. При всех достоинствах данное устройство обладает недостатком, а именно в условиях высоких температур срок службы такого турбулизатора незначителен из-за потери упругости пластины.According to this invention, the gas flow of fuel going through the central channel at the outlet encounters an obstacle in the form of a screen mounted at an angle on the elastic plate. Under the influence of the gas flow, the plate deviates, however, due to its elastic properties, it occupies its original position. As a result of the interaction of the elastic properties of the plate and the gas stream, it begins to vibrate intensively, as a result of which the fuel is effectively mixed with air. With all the advantages, this device has a drawback, namely, at high temperatures, the service life of such a turbulator is insignificant due to the loss of elasticity of the plate.

Известна также форсунка по а.с. СССР №1229516, М.кл4 F23d 11/34 (для служебного пользования), которая содержит корпус с выходным соплом и установленную по его оси в центрирующей опоре запорную иглу, снабженную приводом осевых колебаний. Осевое колебание обеспечивается системой дополнительных конструктивных элементов .Also known nozzle by.with. USSR No. 1229516, M.kl4 F23d 11/34 (for official use), which contains a housing with an output nozzle and a locking needle mounted on its axis in the centering support, equipped with an axial vibration drive. Axial vibration is provided by a system of additional structural elements.

К недостаткам данной конструкции форсунки следует отнести ее сложность и, как следствие, высокую трудоемкость в изготовлении и обслуживании.The disadvantages of this nozzle design include its complexity and, as a consequence, the high complexity in the manufacture and maintenance.

Известна Газомазутная горелка по а.с.СССР №1695048, М.кл4 F23d 17/00, от 31.01.89г.Known gas-oil burner for ASF USSR No. 1695048, M.kl4 F23d 17/00, from 01/31/89.

Известная газомазутная горелка включает в себя мазутную форсунку, каналы первичного и вторичного воздуха, а также рециркуляционную вставку, установленную в камере подачи вторичного воздуха перед соплом форсунки. По мнению заявителя рециркуляционная вставка позволит усилить степень рециркуляции продуктов горения у корня факела и тем самым снизить образование окислов азота.Known gas-oil burner includes a fuel oil nozzle, channels of primary and secondary air, as well as a recirculation insert installed in the secondary air supply chamber in front of the nozzle nozzle. According to the applicant, the recirculation insert will increase the degree of recirculation of the combustion products at the root of the torch and thereby reduce the formation of nitrogen oxides.

К недостаткам данной конструкции горелки следует отнести:The disadvantages of this design of the burner include:

-если к корню факела (помимо первичного воздуха) подавать не чистый воздух, а продукты неполного сгорания через рециркуляционную вставку, то мы не только не снизили бы содержание окислов азота в продуктах сгорания, а наоборот, их увеличили бы за счет того, что окисление топлива, именно в этой зоне факела будет происходить неэффективно;- if to the flare root (in addition to primary air) to supply not clean air, but products of incomplete combustion through the recirculation insert, then we would not only not reduce the content of nitrogen oxides in the products of combustion, but on the contrary, they would increase due to the fact that the oxidation of fuel , it is in this zone of the torch that will occur inefficiently;

-относительно сложную конструкцию.- relatively complex construction.

Наиболее близким решением по своей технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является Устройство для сжигания жидкого топлива по свидетельству на полезную модель № 11866 кл. F23d 7/00,приоритет от 10.11.1998г.The closest solution in its technical essence and the achieved result to the proposed device is a device for burning liquid fuel according to the certificate for utility model No. 11866 class. F23d 7/00, priority 10.11.1998g.

Согласно данного технического решения это устройство содержит корпус форсунки с выходным соплом, выполненным в виде конусной выемки с углом наклона образующей поверхности к оси корпуса форсунки в 25-35°, внутри которого соосно ему установлена топливоподающая игла с возможностью перемещения ее относительно выходного сопла, канал для подачи первичного воздуха и камеру подачи вторичного воздуха в которой установлен корпус форсунки.According to this technical solution, this device comprises a nozzle body with an output nozzle made in the form of a conical recess with an angle of inclination of the forming surface to the axis of the nozzle body at 25-35 °, inside of which a fuel supply needle is installed coaxially with it, with the possibility of moving it relative to the output nozzle, primary air supply and a secondary air supply chamber in which the nozzle body is installed.

При всех достоинствах данного устройства оно обладает :With all the advantages of this device, it has:

-недостаточно высокой степенью эффективности сгорания жидкого топлива из-за ламинарных потоков воздуха и топлива, истекающих в зону сгорания.- insufficiently high degree of efficiency of liquid fuel combustion due to laminar flows of air and fuel flowing into the combustion zone.

Задачей полезной модели является повышение эффективности сжигания жидкого топлива.The objective of the utility model is to increase the efficiency of burning liquid fuel.

Техническим результатом является более эффективное распыление топлива и воздуха, а также расширение диапазона устойчивой работы по расходу топлива.The technical result is a more efficient atomization of fuel and air, as well as expanding the range of sustainable work on fuel consumption.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в устройстве для сжигания жидкого топлива, содержащем корпус форсунки с выходным соплом, выполненным в виде конусной выемки с углом наклона образующей поверхности к оси корпуса форсунки в 25-35°, внутри которого соосно ему установлена топливоподающая игла с возможностью перемещения ее относительно выходного сопла, канал для подачи первичного воздуха и камеру подачи вторичного воздуха в которой установлен корпус форсунки,конусная выемка поThe above technical result is achieved in that in a device for burning liquid fuel containing a nozzle body with an output nozzle made in the form of a conical recess with an angle of inclination of the forming surface to the axis of the nozzle body at 25-35 °, inside which a fuel supply needle is installed coaxially with it with the possibility moving it relative to the outlet nozzle, a channel for supplying primary air and a secondary air supply chamber in which the nozzle body is mounted, a conical recess in

окружности дополнительно соединена с каналом подачи первичного воздуха отверстиями, расположенными под углом к оси корпуса форсунки под углом 10-15°, кроме того наружная поверхность корпуса форсунки относительно конусной выемки выполнена обтекаемой формы.the circle is additionally connected to the primary air supply channel with openings located at an angle to the axis of the nozzle body at an angle of 10-15 °, in addition, the outer surface of the nozzle body relative to the conical recess is made streamlined.

Кратко техническая сущность поясняется следующим. Форма выходного сопла в виде конусной выемки с углом наклона образующей к оси в 25-35° к оси корпуса форсунки в совокупности с формой конца топливоподающей иглы, расположенной в зоне конусной выемки и, выполненной с возможностью перемещения относительно его, при широко известной системе использования первичного и вторичного воздуха, (окислителя) и кроме того подачей первичного воздуха через отверстия, выполненные в конусной выемке под углом к оси корпуса форсунки в 1015° позволяет получить более высокий результат сжигания жидкого топлива на 6-8%.Briefly, the technical essence is explained as follows. The shape of the outlet nozzle in the form of a conical recess with an angle of inclination of the generatrix to the axis of 25-35 ° to the axis of the nozzle body in conjunction with the shape of the end of the fuel supply needle located in the zone of the conical recess and configured to move relative to it, with the well-known primary use system and secondary air, (oxidizer), and in addition, by supplying primary air through openings made in a conical recess at an angle to the axis of the nozzle body at 1015 °, a higher result of burning liquid fuel by 6-8%.

Этот результат достигается за счет непрерывного выделения из топливоподающей иглы отдельно взятых капель топлива, которые под действием значительного разряжения (под действием сжатого воздуха из канала) срываются в расширенный дифузор конусной выемки выходного сопла. В этой зоне, за счет высокой турбулентности, происходит быстрое преобразование капельной системы топлива в газообразную, которая в процессе преобразования и окисления имеет значительную величину факела горения. Вторичный воздух дополнительно обеспечивает окисление (дожигание) продуктов сгорания и, как следствие, увеличенную после выходного сопла длину факела.This result is achieved due to the continuous separation of individual fuel droplets from the fuel supply needle, which, under the influence of significant discharge (under the action of compressed air from the channel), break down into the expanded diffuser of the conical recess of the outlet nozzle. In this zone, due to high turbulence, there is a rapid conversion of the droplet fuel system into a gaseous one, which in the process of conversion and oxidation has a significant value of the combustion flame. Secondary air additionally provides oxidation (afterburning) of the combustion products and, as a result, the torch length increased after the outlet nozzle.

Сравнение предлагаемого технического решения с известным по свидетельству №11866 показывает, что оно от него отличается:Comparison of the proposed technical solution with the well-known according to certificate No. 11866 shows that it differs from it:

- наличием на конусной выемке отверстий расположенных под углом 10-15° к оси корпуса форсунки, соединенных с каналом подачи первичного воздуха.- the presence on the conical recess of the holes located at an angle of 10-15 ° to the axis of the nozzle body connected to the primary air supply channel.

Из этого следует, что данное техническое решение обладает новизной.From this it follows that this technical solution has novelty.

Сущность предлагаемого технического решения поясняется фигурой 1, на которой показан общий вид устройства для сжигания жидкого топлива в разрезе и фиг.2 вид А-где показано выходное сопло.The essence of the proposed technical solution is illustrated by figure 1, which shows a General view of the device for burning liquid fuel in the context and figure 2 is a view where the output nozzle is shown.

Устройство... включает в себя камеру 1 подачи вторичного воздуха, внутри которой установлен корпус форсунки 2 с выходным соплом 3. Внутри корпуса форсунки 2 и соосно ей установлена топливоподающая игла 4. Между наружной поверхностью 5 иглы 4 и внутренней поверхностью 6 корпуса форсунки 2 образован канал 7 для подачи первичного воздуха.The device ... includes a secondary air supply chamber 1, inside of which the nozzle body 2 with the outlet nozzle 3 is installed. Inside the nozzle body 2 and a fuel supply needle 4 is installed coaxially thereto. Between the outer surface 5 of the needle 4 and the inner surface 6 of the nozzle body 2 is formed channel 7 for supplying primary air.

,(i tin /.Nfy, (i tin /.Nfy

Выходное сопло 3 корпуса форсунки 2 имеет конусную выемку 8 с углом наклона образующей в 25-35° к оси корпуса форсунки 2, а конец 9 топливоподающей иглы 4 выполнен - ой формы, цилиндрическая часть которой расположена в зоне конусной выемки 8 и установлена с зазором относительно ее. Кроме того, топливопода:ощая игла 4 снабжена с возможностью ее перемещения относительно выходного сопла 3 и имеет, например, резьбовое соединение 10.The output nozzle 3 of the nozzle body 2 has a conical recess 8 with an angle of inclination of 25-35 ° to the axis of the nozzle body 2, and the end 9 of the fuel supply needle 4 is made in the form of a cylindrical part which is located in the area of the conical recess 8 and is installed with a clearance relative her. In addition, the fuel supply: sensing needle 4 is equipped with the possibility of its movement relative to the output nozzle 3 and has, for example, a threaded connection 10.

Дополнительно конусная выемка 8 снабжена отверстиями 11, которые соединяют пространство выходного сопла 3 с каналом 7 подачи первичного воздуха.Additionally, the conical recess 8 is provided with openings 11 that connect the space of the outlet nozzle 3 with the primary air supply channel 7.

При этом конусная выемка 8 снабжена отверстиями 10 по окружности.While the conical recess 8 is provided with holes 10 around the circumference.

Устройство для сжигания жидкого топлива работает следующим образом.A device for burning liquid fuel operates as follows.

Через топливоподающую иглу 4 подают жидкое топливо, а через канал 7 первичный воздух (сжатый) и камеру 1 - вторичный воздух. Количества топлива и первичного воздуха,подаваемого на сжигание регулируют изменением положения топливоподающей иглы 4 относительно выходного сопла 3, которая передвигается в осевом направлении при повороте вокруг своей оси в резьбовом соединении 10. При этом, с приближением иглы 4 к выходному соплу 3 подача топлива уменьшается, при удалении увеличивается. При встрече топлива и первичного воздуха в зоне конусной выемки 8 они интенсивно смешиваются с образованием первичной топливовоздушной смеси. При дальнейшем на факел,содержащий продукты сгорания, воздействует вторичный воздух, которых максимально окисляет (сжигает) топливо.Liquid fuel is supplied through the fuel supply needle 4, and primary air (compressed) and chamber 1 — secondary air through the channel 7. The amount of fuel and primary air supplied for combustion is controlled by changing the position of the fuel supply needle 4 relative to the output nozzle 3, which moves axially when it rotates around its axis in the threaded connection 10. In this case, as the needle 4 approaches the output nozzle 3, the fuel supply decreases, when removed increases. When meeting the fuel and the primary air in the area of the conical recess 8, they are intensively mixed with the formation of the primary air-fuel mixture. Further, the torch containing the products of combustion is affected by secondary air, which maximally oxidizes (burns) the fuel.

ААЧб С 3- ,f :AACHb C 3-, f:

Данное устройство прошло промышленное испытание и показало высокую эффективность по сравнению с известным прототипом.This device has passed industrial testing and has shown high efficiency compared to the known prototype.

Заведующий патентно-лицензионным отделом АО СибВАМИHead of Patent and Licensing Department of SibVAMI JSC

Авторы:The authors:

лЛ/7ll / 7

В.Т.СтепановV.T. Stepanov

tU C(JТ.К.Д реева К.А.АндреевtU C (JT.K.D reeva K.A. Andreev

Claims

1. A device for burning liquid fuel, comprising a nozzle body with an output nozzle made in the form of a conical recess with a slope of the generatrix of the surface to the axis of the nozzle body at 25-35 ^o , inside of which a fuel supply needle is installed coaxially with it and can move it relative to the output nozzle, a channel for supplying primary air and a chamber for supplying secondary air in which the nozzle body is mounted, characterized in that the conical recess around the circumference is additionally connected to the channel for supplying primary air about holes, located to the axis of the nozzle body at an angle of 10-15 ^o .

2. The device according to claim 1, characterized in that the outer surface of the nozzle body relative to the conical recess is made streamlined.