RU2097653C1

RU2097653C1 - Liquid fuel burner

Info

Publication number: RU2097653C1
Application number: RU95110451A
Authority: RU
Inventors: Г.П. Масло; Н.А. Верховых; В.Е. Горшенев
Original assignee: Локомотивное депо Поворино Юго-Восточной железной дороги
Priority date: 1995-06-26
Filing date: 1995-06-26
Publication date: 1997-11-27
Also published as: RU95110451A

Abstract

FIELD: power engineering; furnace devices used in various industries. SUBSTANCE: burner is provided with centering bearing circular upright 13 and threaded spool valve plug 9; shut-off needle is made in form of steam pipe union 11 passed through spool valve plug. Pipe union 11 is provided with steam thread cone 12 having axial calibrated orifice 25. Body 1 of burner, spool valve plug 9 and steam pipe union 11 are provided with coaxial side holes 22 for supply of steam through supply branch pipe; spool valve plug 9 is provided with inner circular bore 23 communicating with side hole 22; diameter of bore exceeds diameter of hole. Steam threaded cone is provided with outer bore supported by centering bearing circular upright 13 having fuel ports 14 over circumference. EFFECT: enhanced efficiency. 1 dwg

Description

Изобретение относится к топливной аппаратуре, в частности к форсункам, и может быть использовано в топочных устройствах, используемых в различных отраслях промышленности, преимущественно для сушки сыпучих материалов, например песка. The invention relates to fuel equipment, in particular to nozzles, and can be used in furnace devices used in various industries, mainly for drying bulk materials, such as sand.

Известна форсунка, в которой выходные кромки распыливающих каналов сопряжены с внутренней поверхностью центрального канала, выполненного в виде части тороидальной поверхности [1]
Однако такое устройство не обеспечивает правильную регулировку формы и места расположения пламени при сгорании различных видов топлива, вследствие чего низка его экономичность и эффективность.Known nozzle in which the output edges of the spray channels are associated with the inner surface of the Central channel, made in the form of part of the toroidal surface [1]
However, such a device does not provide the correct adjustment of the shape and location of the flame during the combustion of various types of fuel, as a result of which its economy and efficiency are low.

Наиболее близкой к изобретению по своей технической сущности и достигаемому результату является форсунка для сжигания жидкого топлива, содержащая полый корпус с патрубками подвода топлива и теплоносителя и камерой смешения, в которой размещен механизм регулирования расхода топлива в виде запорной иглы, установленной с возможностью осевого перемещения, причем запорная игла выполнена в виде парового штуцера с паровым резьбовым конусом, имеющим осевое калиброванное отверстие, коническую вихревую насадку [2]
Недостатком данного устройства является необходимость постоянного контроля наличия пламени и состояния факела распыла топлива вследствие различной его кинематической вязкости и возможности прекращения горения, что снижает общую эксплуатационную надежность.Closest to the invention in its technical essence and the achieved result is a nozzle for burning liquid fuel, containing a hollow body with nozzles for supplying fuel and coolant and a mixing chamber, in which there is a fuel flow control mechanism in the form of a locking needle mounted with axial movement, and locking needle is made in the form of a steam fitting with a steam threaded cone having an axial calibrated hole, a conical vortex nozzle [2]
The disadvantage of this device is the need for continuous monitoring of the presence of flame and the state of the fuel spray jet due to its different kinematic viscosity and the possibility of stopping combustion, which reduces the overall operational reliability.

Сущность предлагаемого изобретения выражается в совокупности существенных признаков, достаточных для достижения обеспечиваемого предлагаемым изобретением технического результата, который заключается в повышении общей эксплуатационной надежности форсунки за счет исключения прекращения горения топлива. The essence of the invention is expressed in the aggregate of essential features sufficient to achieve the technical result provided by the invention, which consists in increasing the overall operational reliability of the nozzle by eliminating the cessation of fuel combustion.

Предлагаемая совокупность существенных признаков находится в прямой причинно-следственной связи к достигаемому результату. Технический результат достигается тем, что форсунка снабжена резьбовой головкой, внутренняя поверхность которой имеет форму тора и сопряжена с конусом вихревой насадки, центрирующей опорой, кольцевой стойкой и резьбовой золотниковой пробкой, запорная игла выполнена в виде пропущенного сквозь золотниковую пробку парового штуцера с паровым конусом, имеющим осевое калиброванное отверстие, причем корпус, золотниковая пробка и паровой штуцер выполнены с соосными боковыми отверстиями для подачи теплоносителя через патрубок подвода, а золотниковая пробка выполнена с внутренней кольцевой проточкой, опирающейся на центрирующую опорную кольцевую стойку, в которой по окружности выполнены топливопропускные окна. The proposed set of essential features is in direct causal relation to the achieved result. The technical result is achieved by the fact that the nozzle is equipped with a threaded head, the inner surface of which has the shape of a torus and is paired with a cone of a vortex nozzle, a centering support, an annular column and a threaded spool plug, the locking needle is made in the form of a steam fitting passed through a spool plug with a steam cone having axial calibrated hole, moreover, the housing, the spool plug and the steam fitting are made with coaxial side holes for supplying the coolant through the supply pipe, and tnikovaya stopper formed with an inner annular groove, resting on an annular centering support rack in which circumferentially formed toplivopropusknye window.

На чертеже представлен общий вид форсунки. The drawing shows a General view of the nozzle.

Форсунка для сжигания жидкого топлива содержит цилиндрический полый корпус 1 с патрубками подвода теплоносителя 2, в данном случае пара и жидкого топлива 3, в частности горючего мазута или дизельного топлива, имеющих присоединительные фланцы 4 и 5. В средней части корпуса форсунки жестко закреплен установочный фланец 6 с крепежными отверстиями. В головной части корпуса ввернута коническая вихревая насадка 7 с резьбовой завихрительной головкой 8, а в торцевой части корпуса ввернута золотниковая пробка 9 с фиксатором 10 в виде установочного крепежного винта. The nozzle for burning liquid fuel contains a cylindrical hollow body 1 with nozzles for supplying coolant 2, in this case, steam and liquid fuel 3, in particular combustible fuel oil or diesel fuel having connecting flanges 4 and 5. In the middle part of the nozzle body, a mounting flange 6 is rigidly fixed with mounting holes. A conical vortex nozzle 7 with a threaded swirl head 8 is screwed in the head part of the housing, and a spool plug 9 with a lock 10 in the form of an installation fixing screw is screwed in the end part of the housing.

В камере смешения размещен механизм регулирования расхода топлива в виде запорной иглы, установленной с возможностью осевого перемещения. Запорная игла выполнена в виде парового штуцера 11 с паровым резьбовым конусом 12. In the mixing chamber there is a fuel flow control mechanism in the form of a locking needle mounted with the possibility of axial movement. The locking needle is made in the form of a steam fitting 11 with a steam threaded cone 12.

Паровой штуцер 11 ввинчен в золотниковую пробку задней частью, а в переднюю часть парового штуцера ввинчен сменный паровой конус 12 с осевым калиброванным отверстием, опирающийся наружной кольцевой проточкой на центрирующую опорную кольцевую стойку 13, в которой по окружности выполнены топливопропускные окна 14. The steam fitting 11 is screwed into the spool plug by the back, and a replaceable steam cone 12 with an axial calibrated hole is screwed into the front of the steam fitting, resting on the center ring support 13 by the outer ring groove, in which fuel passage windows 14 are made around the circumference.

В тыльной части парового штуцера предусмотрена заглушка 15, а также имеется винтовая гайка 16 с контргайкой 17 и рукояткой 18, а также уплотняющая тыльную часть золотниковой пробки шайба 19 с уплотняющей прокладкой 20 и контргайкой 21. A plug 15 is provided in the back of the steam fitting, and there is also a screw nut 16 with a lock nut 17 and a handle 18, as well as a washer 19 sealing the back of the spool plug with a sealing gasket 20 and a lock nut 21.

В корпусе форсунки, золотниковой пробке и паровом штуцере выполнены соосные боковые отверстия 22 и цилиндрическая проточка 23 в золотниковой пробке, превышающая диаметр бокового отверстия, предназначенные для пропуска пара в полость 24 парового штуцера и последующего истечения пара через калиброванное осевое отверстие 25 парового конуса соосного отверстия 26 вихревой насадки с последующим переходом в коническую часть вихревой насадки и примыкающую к внутренней торообразной полости 28 резьбовой завихрительной головки, имеющей выпускное калиброванное отверстие 29 с коническим раструбом 30. Coaxial side holes 22 and a cylindrical groove 23 in the spool plug, exceeding the diameter of the side hole, are designed for passing steam into the cavity 24 of the steam nozzle and subsequent steam outflow through the calibrated axial hole 25 of the steam cone of the coaxial hole 26 in the nozzle body, spool plug and steam fitting; vortex nozzle with subsequent transition to the conical part of the vortex nozzle and adjacent to the inner toroidal cavity 28 of the threaded swirl head having an outlet to librovannoe hole 29 with a tapered socket 30.

В топливоподводящей части корпуса предусмотрено также боковое впускное отверстие 31 для пропуска топлива во внутреннюю полость 32 корпуса и топливопропускные окна 14 центрирующей кольцевой опорной стойки. A side inlet 31 is also provided in the fuel supply portion of the housing for passing fuel into the internal cavity 32 of the housing and the fuel passage windows 14 of the centering ring support pillar.

Форсунка работает следующим образом. The nozzle works as follows.

При одновременном открывании запорных вентилей (условно не показано), подводящих через патрубки подвода 2 и 3 соответственно пар и жидкое топливо, происходит следующее: пар через патрубок 2 подвода и боковые отверстия 22, предварительно попав в кольцевую полость, образованную кольцевой проточкой 23 золотниковой пробки, по отверстию 24 парового штуцера устремляется в паровой конус 12 и через калиброванное осевое отверстие 25 парового конуса попадает в соосное отверстие 26 вихревой насадки и в ее коническую часть 27, расширяется и движется к полуторовой поверхности 28, закручивая паровой поток. Закрученный поток входит в центральное калиброванное отверстие 29 и через конический раструб 30 выносится за пределы резьбовой завихрительной головки 8. With the simultaneous opening of shut-off valves (not shown conditionally), supplying steam and liquid fuel through the supply pipes 2 and 3, respectively, the following occurs: steam through the supply pipe 2 and side holes 22, after having previously entered the annular cavity formed by the annular groove 23 of the slide valve, through the hole 24 of the steam fitting rushes into the steam cone 12 and through the calibrated axial hole 25 of the steam cone enters the coaxial hole 26 of the vortex nozzle and into its conical part 27, expands and moves towards rovoy surface 28 by screwing the vapor stream. The swirling flow enters the central calibrated hole 29 and, through the conical bell 30, is carried outside the threaded swirl head 8.

Топливо через боковое впускное отверстие 31 подается во внутреннюю кольцевую полость 32 и через топливопропускные окна 14 центрирующей опорной кольцевой стойки 13, предварительно нагреваясь, контактируя с поверхностями парового штуцера 11 и парового конуса 12, под действием напора и возникающего эжекционного эффекта устремляется в отверстие 26 вихревой насадки, соединяется с паровым потоком, входит с ним в коническую часть 27 вихревой насадки, тороидальную полость 28 резьбовой завихрительной головки, взаимно перемешивается, закручивается и через осевое калиброванное выпускное отверстие 29 и конический раструб 30 выбрасывается за пределы резьбовой завихрительной головки в топку котла (условно не показан). Пульсирующий закрученный поток, будучи в состоянии горения, "раскрывает" факел с крутильными колебаниями, исключая прямоточное горение, обеспечивая устойчивое полное сгорание топлива при коротком факеле. Fuel is supplied through the lateral inlet 31 to the inner annular cavity 32 and through the fuel access ports 14 of the centering support ring rack 13, preheated, in contact with the surfaces of the steam fitting 11 and the steam cone 12, rushes into the hole 26 of the vortex nozzle due to the pressure and the resulting ejection effect , connects to the steam flow, enters with it into the conical part 27 of the vortex nozzle, the toroidal cavity 28 of the threaded swirl head, is mutually mixed, twisted and th the cut axial calibrated outlet 29 and the conical bell 30 are thrown out of the threaded swirl head into the boiler furnace (not shown conditionally). The pulsating swirling flow, being in a state of combustion, “opens” the torch with torsional vibrations, excluding direct-flow combustion, providing stable complete combustion of fuel with a short torch.

Для регулировки количества подаваемого в форсунку топлива предусмотрена возможность осевого перемещения парового штуцера совместно с паровым конусом при помощи поворота рукоятки 18 с последующей фиксацией на рабочий режим контргайкой 21. To adjust the amount of fuel supplied to the nozzle, it is possible to axially move the steam fitting together with the steam cone by turning the handle 18 and then locking it to the operating mode with a lock nut 21.

Повышенных требований к герметичности перечисленных резьбовых соединений в конструкции не требуется, достаточно плотности резьбовых креплений. Уплотнение по пару достаточно прокладкой с шайбой и контргайкой. Increased requirements for the tightness of the listed threaded joints in the design are not required, the density of the threaded fasteners is sufficient. A steam seal is sufficient with a washer and locknut.

Применение предлагаемой форсунки обеспечивает качественную подготовку топливной смеси, исключает срыв и затухание факела, особенно при минимальной подаче топлива, предотвращая неполное сгорание, что несомненно улучшает эксплуатационные характеристики форсунки и, как следствие, общую эксплуатационную надежность конструкции форсунки и ее работы. The use of the proposed nozzle ensures high-quality preparation of the fuel mixture, eliminates stall and attenuation of the flame, especially with a minimum fuel supply, preventing incomplete combustion, which undoubtedly improves the operational characteristics of the nozzle and, as a result, the overall operational reliability of the nozzle design and its operation.

Claims

A nozzle for burning liquid fuel, comprising a hollow body with nozzles for supplying fuel and a coolant, a mixing chamber in which a fuel flow control mechanism is arranged in the form of a locking needle mounted for axial movement, the locking needle being made in the form of a steam fitting with a steam threaded cone having an axial calibrated hole, a conical vortex nozzle, characterized in that the nozzle is equipped with a threaded head, the inner surface of which has the shape of a torus and is conjugated with a cone ohm of a vortex nozzle, a centering support ring rack and a threaded spool plug through which a steam fitting is passed, the housing, a spool plug and a steam fitting made with coaxial side openings for supplying coolant through the supply nozzle, and the spool plug is made with an inner annular groove in communication with a side opening exceeding the diameter of the latter, while the steam threaded cone is made with an external groove resting on a centering support ring rack, in which of circles made toplivopropusknye window.