RU2100698C1 - Method of burning fuel device for realization of this method - Google Patents
Method of burning fuel device for realization of this method Download PDFInfo
- Publication number
- RU2100698C1 RU2100698C1 RU95111965A RU95111965A RU2100698C1 RU 2100698 C1 RU2100698 C1 RU 2100698C1 RU 95111965 A RU95111965 A RU 95111965A RU 95111965 A RU95111965 A RU 95111965A RU 2100698 C1 RU2100698 C1 RU 2100698C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel
- jets
- air
- chamber
- axis
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к энергетике и предназначено для применения преимущественно в отопительных установках, используемых, например, при обогреве жилых помещений, дач, гаражей, теплиц и др. The invention relates to energy and is intended for use mainly in heating plants used, for example, when heating residential premises, cottages, garages, greenhouses, etc.
Известны способы сжигания жидкого топлива в тепловых аппаратах бытового назначения, которые включают подачу топлива на дно цилиндрической камеры сгорания, имеющей перфорированные боковые стенки и расположенной так, что ось ее вертикальна, газификацию топлива за счет тепла факела, смешение с воздухом, поступающим через перфорированную боковую стенку камеры, горение смеси горючих газов и воздуха, догорание за пределами камеры сгорания в выхлопной трубе. Known methods of burning liquid fuel in domestic heaters, which include supplying fuel to the bottom of a cylindrical combustion chamber having perforated side walls and located so that its axis is vertical, gasification of fuel due to the heat of the torch, mixing with air entering through the perforated side wall chambers, burning a mixture of combustible gases and air, burning out outside the combustion chamber in the exhaust pipe.
При использовании газообразного топлива способ сжигания несколько упрощается, так как не требуется испарителя, а при сжигании твердого топлива появляются особенности, связанные с подачей и газификацией (Сосин Ю. П. и Бухаркин Е. М. Отопление и горячее водоснабжение индивидуального дома. М. Стройиздат, 1991, с. 384). When using gaseous fuels, the combustion method is somewhat simplified, since an evaporator is not required, and when burning solid fuels, features associated with supply and gasification appear (Sosin Yu.P. and Bukharkin E. M. Heating and hot water supply of an individual house. M. Stroyizdat , 1991, p. 384).
При сжигании топлива этим способом осуществляется ламинарное горение, в результате чего ему присущи такие недостатки, как невысокая экономичность, большие габариты устройства, токсичность выхлопа и др. When burning fuel in this way, laminar combustion is carried out, as a result of which it has such disadvantages as low efficiency, large dimensions of the device, toxicity of the exhaust, etc.
Более выгодно сжигать топливо в пульсирующем режиме горения. Отечественными и зарубежными исследованиями доказано, что за счет пульсирующего горения можно интенсифицировать процесс тепловыделения и улучшить экологические характеристики выхлопа. It is more profitable to burn fuel in a pulsating combustion mode. Domestic and foreign studies have proved that due to pulsating combustion it is possible to intensify the heat release process and improve the environmental characteristics of the exhaust.
Известны способы сжигания топлива в пульсирующем режиме (авт. св. СССР N 1048240, кл. F 23 C 11/04; N 1601455, кл. F 23 C 11/04). Для обеспечения надежного пульсирующего режима с постоянной амплитудой во всех этих случаях обеспечивают пневматическую связь входа и выхода камеры сгорания обычно по кольцевому зазору между камерой сгорания и наружным кожухом. Known methods of burning fuel in a pulsed mode (ed. St. USSR N 1048240, class F 23 C 11/04; N 1601455, class F 23 C 11/04). To ensure a reliable pulsating mode with a constant amplitude, in all these cases a pneumatic connection is made between the input and output of the combustion chamber, usually along the annular gap between the combustion chamber and the outer casing.
Сжигание топлива в тепловых аппаратах бытового назначения (например, вышеупомянутая книга) обычно производится без принудительной подачи воздуха при очень низких разрежениях порядка 6 20 Па, поэтому, несмотря на наличие пневматической связи входа и выхода камеры сгорания через перфорацию боковых стенок, пульсирующие режимы горения здесь не удается обеспечить. Fuel combustion in domestic heaters (for example, the aforementioned book) is usually carried out without forced air supply at very low rarefactions of the order of 6 to 20 Pa, therefore, despite the pneumatic connection between the inlet and outlet of the combustion chamber through the perforation of the side walls, pulsating combustion modes are not manages to provide.
Наиболее близким аналогом способа, выбранным в качестве прототипа, является способ сжигания жидкого топлива путем его испарения и смешения паров с воздухом, включающий подачу топлива через испаритель, который разогревается, в основном инфракрасным излучением факела, а воздуха в виде радиально-направленных встречных струй, расположенных равномерно вокруг факела в нескольких параллельных горизонтальных плоскостях перпендикулярно его оси (авт. св. СССР N 1651026, кл. F 23 C 5/04, 1991). Общими существенными признаками известного способа и предлагаемого является подача воздуха в виде радиально-направленных встречных струй, расположенных равномерно вокруг оси факела в нескольких параллельных горизонтальных плоскостях над поверхностью жидкого топлива, и смешение паров с воздухом. The closest analogue of the method, selected as a prototype, is a method of burning liquid fuel by evaporating it and mixing vapors with air, including supplying fuel through an evaporator, which is heated mainly by infrared radiation of the torch, and air in the form of radially directed oncoming jets located uniformly around the torch in several parallel horizontal planes perpendicular to its axis (ed. St. USSR N 1651026, class F 23 C 5/04, 1991). Common essential features of the known method and the proposed one is the air supply in the form of radially directed oncoming jets located uniformly around the axis of the torch in several parallel horizontal planes above the surface of the liquid fuel, and the mixing of vapors with air.
Известное устройство для сжигания жидкого топлива, выбранное в качестве прототипа, содержит цилиндрическую чашу с боковой перфорацией для подвода воздуха и размещенные в ней испаритель и топливный питатель, который выполнен в виде кольцевого коллектора с выходными отверстиями, равномерно размещенными на его боковой поверхности, и расположен в донной зоне чаши, при этом испаритель выполнен в виде слоя металлической стружки, частично заполняющий чашу (авт. св. СССР N 1651026, кл. F 5/04, 1991). Общими существенными признаками известного устройства и предлагаемого являются цилиндрическая камера с боковой перфорацией, выполненной в виде нескольких горизонтальных поясов, равномерно расположенных по окружности отверстий, и топливоподающий узел. The known device for burning liquid fuel, selected as a prototype, contains a cylindrical bowl with lateral perforation for supplying air and placed in it an evaporator and fuel feeder, which is made in the form of an annular collector with outlet openings evenly placed on its side surface, and is located in the bottom zone of the bowl, while the evaporator is made in the form of a layer of metal chips, partially filling the bowl (ed. St. USSR N 1651026, class F 5/04, 1991). Common essential features of the known device and the proposed are a cylindrical chamber with side perforation made in the form of several horizontal belts evenly spaced around the circumference of the holes, and a fuel supply unit.
В указанных прототипах (способе и устройстве) основное горение непульсирующее и происходит на значительном расстоянии от поверхности жидкого топлива, что уменьшает приток тепловой энергии к его поверхности и снижает интенсивность испарения топлива. Это приводит к необходимости увеличить габариты устройства для сжигания при заданной мощности и ухудшает показатели процесса горения (полнота сгорания, экономичность). In these prototypes (method and device), the main combustion is non-pulsating and occurs at a considerable distance from the surface of liquid fuel, which reduces the flow of thermal energy to its surface and reduces the rate of evaporation of fuel. This leads to the need to increase the size of the device for combustion at a given power and worsens the performance of the combustion process (completeness of combustion, efficiency).
В основу изобретения поставлена задача усовершенствовать способ сжигания топлива путем улучшения смешения горючего с воздухом за счет пульсирующего характера течения, а также за счет приближения локального горения у самой поверхности топлива, что приводит к улучшению полноты сгорания, экологических характеристик выхлопа, экономичности, а также к интенсификации процесса газификации топлива и, следовательно, к улучшению габаритно-массовых характеристик горелочного устройства. The basis of the invention is the task to improve the method of burning fuel by improving the mixing of fuel with air due to the pulsating nature of the flow, and also due to the approximation of local combustion near the surface of the fuel, which leads to an improvement in the completeness of combustion, environmental characteristics of the exhaust, economy, and also to intensification the process of gasification of fuel and, therefore, to improve the overall mass characteristics of the burner device.
В основу изобретения поставлена также задача усовершенствовать устройство для сжигания топлива путем изменения конструкции таким образом, чтобы реализовать предлагаемый способ и получить присущие ему преимущества. The basis of the invention is also the task to improve the device for burning fuel by changing the design in such a way as to implement the proposed method and obtain its inherent advantages.
Сущность способа сжигания топлива заключается в том, что осуществляют газификацию топлива, смешение его с воздухом, который подают в виде симметричных относительно оси факела радиально направленных струй, равномерно расположенных вокруг оси факела в нескольких параллельных горизонтальных плоскостях над поверхностью топлива, согласно изобретению часть воздуха подают несимметричными относительно оси факела струями, которые расположены на локальных участках между плоскостями расположения симметричных струй, а часть расхода воздуха подают плоскими струями в конце зоны смешения газифицированного топлива с воздухом. Предлагаемый способ разработан преимущественно для сжигания жидкого топлива, но может быть использовано также при сжигании газа и угля. The essence of the method of burning fuel is that gasification of fuel is carried out, it is mixed with air, which is supplied in the form of radially directed jets symmetrical about the torch axis, uniformly spaced around the torch axis in several parallel horizontal planes above the fuel surface, according to the invention, part of the air is fed asymmetrically relative to the torch axis by jets that are located in local areas between the planes of symmetrical jets, and part of the air flow flush with flat jets at the end of the mixing zone of gasified fuel with air. The proposed method is designed primarily for burning liquid fuel, but can also be used in the combustion of gas and coal.
Сущность устройства для сжигания топлива заключается в том, что оно содержит цилиндрическую камеру с боковой перфорацией, выполненной в виде нескольких горизонтальных поясов, равномерно расположенных по окружностям отверстий, и топливоподающий узел, установленный в нижней части камеры сгорания, согласно изобретению на боковой поверхности камеры выполнено дополнительно несколько участков отверстий, смещенных друг относительно друга по оси камеры и расположенных между горизонтальными поясами равномерно расположенных по окружности отверстий, причем камера размещена в цилиндрическом кожухе с образованием между боковыми стенками камеры и кожуха кольцевой полости, которая сообщается с внутренней полостью камеры сгорания через перфорацию и через выходное устройство, выполненное в виде плоской щели между верхним и нижним фланцами, закрепленными соответственно на кожухе и на камере, а с атмосферой отверстием, проходное сечение которого регулируется, например, заслонкой. The essence of the device for burning fuel is that it contains a cylindrical chamber with lateral perforation made in the form of several horizontal belts evenly spaced around the circumferences of the holes, and the fuel supply unit installed in the lower part of the combustion chamber, according to the invention, is further provided on the side surface of the chamber several sections of holes displaced relative to each other along the axis of the chamber and located between horizontal belts evenly spaced about holes, and the chamber is placed in a cylindrical casing with the formation between the side walls of the chamber and the casing of the annular cavity, which communicates with the internal cavity of the combustion chamber through perforation and through the output device, made in the form of a flat gap between the upper and lower flanges mounted respectively on the casing and chamber, and with the atmosphere, an opening, the passage section of which is regulated, for example, by a damper.
Кроме того, выходное устройство может быть выполнено в виде двух щелей, образованных верхней конической и нижней горизонтальной поверхностями кольца, помещенного между нижним плоским фланцем и верхним фланцем, часть поверхности которого под кольцом выполнена конической, а между кольцом и фланцами установлены ограничители щелей, смещенные в окружном направлении. In addition, the output device can be made in the form of two slots formed by the upper conical and lower horizontal surfaces of the ring, placed between the lower flat flange and the upper flange, part of the surface of which is made conical under the ring, and gap limiters are installed between the ring and flanges district direction.
Сопоставительный с прототипом анализ показывает, что предлагаемый способ отличается тем, что часть воздуха, обеспечивающего горение, подают несимметрично относительно оси факела, осуществляя несимметричный боковой вдув воздуха, а около 50% общего расхода воздуха подают плоскими струями в конце зоны смешения газифицированного топлива с воздухом. Comparative analysis with the prototype shows that the proposed method is characterized in that part of the combustion air is supplied asymmetrically with respect to the axis of the flame, performing asymmetric lateral air blowing, and about 50% of the total air flow is supplied by flat jets at the end of the mixing zone for gasified fuel and air.
Экспериментальные исследования показывают, что указанные мероприятия обеспечивают устойчивое пульсирующее горение с постоянной амплитудой колебаний газов как внутри камеры сгорания, так и снаружи. Кроме того, достигается значительное сокращение (не менее, чем в полтора раза) длины факела и приближение его к поверхности топлива. Experimental studies show that these measures provide stable pulsating combustion with a constant amplitude of gas oscillations both inside the combustion chamber and outside. In addition, a significant reduction (not less than one and a half times) of the length of the flame and its approximation to the surface of the fuel is achieved.
Известно, что при пульсирующем горении увеличивается объемная скорость тепловыделения, полнота сгорания, теплопередача к поверхности и др (Раушенбах Б. В. Вибрационное горение. М. Госиздат, 1961; Маркштейн Д.Г. Нестационарное распространение пламени. -М. Мир, 1968). It is known that with pulsating combustion, the volumetric rate of heat release, the completeness of combustion, heat transfer to the surface, etc. increase (Raushenbakh B.V. Vibration combustion. M. Gosizdat, 1961; Markshtein D.G. Unsteady flame propagation. -M. Mir, 1968) .
Приближение факела к поверхности топлива увеличивают приток тепловой энергии к топливу, увеличивает интенсивность газификации топлива, что дает возможность уменьшить габариты горелочного устройства при заданной мощности, а пульсирующее горение улучшает экономичность и экологичность сжигания топлива. The approach of the torch to the surface of the fuel increases the flow of thermal energy to the fuel, increases the intensity of gasification of fuel, which makes it possible to reduce the size of the burner at a given power, and pulsating combustion improves the efficiency and environmental friendliness of fuel combustion.
Сопоставительный с прототипом анализ предлагаемого устройства показывает, что она отличается тем, что на боковой поверхности камеры сгорания имеется несколько отверстий, центры которых расположены на дугах, через которые осуществляется несимметричный боковой вдув воздуха, а также, что на выходе камеры сгорания имеется выходное устройство, обеспечивающее подачу воздуха плоской струей и пневматическую связь внутреннего объема камеры сгорания с кольцевым зазором между камерой и наружным кожухом. Указанная связь играет важную роль в обеспечении пульсирующего горения и в нарушении ламинарного характера горения (авт. св. СССР N 1048240, кл. F 23 C 11/04). Comparative analysis of the proposed device with the prototype shows that it differs in that there are several openings on the side surface of the combustion chamber, the centers of which are located on arcs through which asymmetric lateral air blowing is carried out, and also that there is an output device at the exit of the combustion chamber that provides flat air supply and pneumatic connection of the internal volume of the combustion chamber with an annular gap between the chamber and the outer casing. This relationship plays an important role in providing pulsating combustion and in disrupting the laminar nature of combustion (ed. St. USSR N 1048240, class F 23 C 11/04).
Это обеспечивает реализацию описанного выше способа сжигания топлива и получение присущих ему преимуществ. This ensures the implementation of the above method of burning fuel and obtaining its inherent advantages.
Эти признаки являются достаточными во всех случаях, на которые распространяется испрашиваемый объем правой охраны. Кроме этого, предлагаемое устройство имеет следующие отличительные признаки, которые характеризуют его в отдельных случаях выполнения: выходное устройство выполнено в виде двух щелей, образованных верхней конической и нижней горизонтальной поверхностями кольца, помещенного между нижним плоским фланцем и верхним фланцем, часть поверхности которого над кольцом выполнена конической, а между кольцом и фланцем установлены ограничители щелей, смещенные в окружном направлении. These signs are sufficient in all cases to which the requested scope of legal protection applies. In addition, the proposed device has the following distinctive features that characterize it in individual cases: the output device is made in the form of two slots formed by the upper conical and lower horizontal surfaces of the ring, placed between the lower flat flange and the upper flange, part of the surface of which is made over the ring conical, and between the ring and the flange installed limiters slots, offset in the circumferential direction.
Такая конструкция обеспечивает соударение плоских струй, образование результирующих струй, которые дальше проникают в поток, эффективно дожигают продукты сгорания за счет повышения качества смешения, а также создают лабиринтную завесу из плоских струй подогретого воздуха и дыма, между которыми проходят газы из камеры сгорания и дожигаются до уровня содержания сажи, углекислого газа и окислов азота, удовлетворяющего санитарным нормам. This design ensures the collision of flat jets, the formation of the resulting jets, which then penetrate the stream, efficiently burn combustion products by improving the quality of mixing, and also create a labyrinth curtain of flat jets of heated air and smoke, between which gases pass from the combustion chamber and are burned to levels of soot, carbon dioxide and nitrogen oxides that meet sanitary standards.
На фиг. 1 изображено устройство для сжигания жидкого топлива, поперечный разрез; на фиг. 2 то же, вид сверху; на фиг. 3 вариант выходного устройства с двумя щелями для воздуха; на фиг. 4 развернутый окружной разрез А-А на фиг. 3. In FIG. 1 shows a device for burning liquid fuel, a cross section; in FIG. 2 same, top view; in FIG. 3 option output device with two slots for air; in FIG. 4 is an expanded circumferential section AA in FIG. 3.
Устройство для сжигания жидкого топлива содержит цилиндрическую камеру сгорания 1, на боковой поверхности которой имеются отверстия 2 для прохода воздуха, топливоподающий узел, выполненный в виде трубопровода 3 для подачи жидкого топлива, поверхность 4 которого поддерживается на одном уровне, выходное устройство, состоящее из нижнего фланца 5, закрепленного на камере 1, верхнего фланца 6, на котором камера сгорания 1 устанавливается внутри кожуха 7. Между фланцами 5 и 6 имеется щель 8. Отверстия 2 выполнены в виде поясов А, Б, Г, Е и расположены равномерно по окружности. Между поясами Б и Г, а также между поясами Г и Е выполнены два ряда отверстий, расположенных на дугообразных участках В и Д. Между фланцами 5 и 6 может быть установлено дополнительно кольцо 9 (фиг. 3) для образования двух щелей, а между кольцом и фланцами прямоугольные в плане ограничители щелей 10. Над камерой 1 установлена выхлопная труба 11. В кожухе 7 имеется отверстие для прохода воздуха, регулируемое заслонкой 12. A device for burning liquid fuel contains a
Предлагаемый способ реализуется в описанном устройстве следующим образом. The proposed method is implemented in the described device as follows.
Топливо газифицируют, смешивают его с воздухом, который подают в виде симметричных относительно оси факела радиально направленных струй, равномерно расположенных вокруг оси факела в нескольких параллельных горизонтальных плоскостях над поверхностью топлива. При этом часть расхода воздуха подают несимметричными относительно оси факела струями, которые расположены на локальных участках между плоскостями расположения симметричных струй, а часть плоскими струями в конце зоны смешения газифицированного топлива с воздухом. Более подробное описание особенностей всех операций способа и их взаимовлияния следующее. The fuel is gasified, mixed with air, which is supplied in the form of radially directed jets symmetrical with respect to the torch axis, uniformly spaced around the torch axis in several parallel horizontal planes above the fuel surface. In this case, part of the air flow rate is supplied by jets asymmetric relative to the axis of the torch, which are located in local areas between the planes of symmetrical jets, and part by plane jets at the end of the zone of mixing gasified fuel with air. A more detailed description of the features of all operations of the method and their interaction is as follows.
При сжигании жидкого топлива газификация его происходит путем испарения с поверхности. При сжигании угля и других натуральных твердых топлив часть органической массы в процессе термической подготовки и горения превращается в газообразную горючую среду, а природный газ сразу готов к смешению с воздухом. Воздух подают через отверстия 2 в боковых стенках на поясах А, Б, Г, Е, а также на локальных участках В и Д. Симметричные относительно оси факела струи из поясов А, Б, Г, Е проникают в газифицированное топливо, постепенно разрушаются, увеличиваются по диаметру, на периферии струй начинается смешение их с топливом. Для того чтобы начался процесс горения, необходимо обеспечить определенные условия по составу смеси, по температуре и др. When burning liquid fuel, its gasification occurs by evaporation from the surface. When burning coal and other natural solid fuels, part of the organic mass in the process of thermal preparation and combustion turns into a gaseous combustible medium, and natural gas is immediately ready to mix with air. Air is supplied through
Легко наблюдать визуально, что в нижней части камеры сгорания, где температура недостаточно высокая, горение не происходит, аналогично горение струй начинается не сразу у места вдува, а далеко вниз по их течению. В предлагаемом устройстве в нижней части имеется два пояса А и Б, одинаковых равномерно расположенных по окружности отверстий 2. Струи и этих нижних поясов А и Б встречные и под действием разрежения в выхлопной трубе 11 и в камере сгорания поднимаются вверх потоком и образуют картины, подобные шатрам, как показано на фиг. 1. It is easy to observe visually that in the lower part of the combustion chamber, where the temperature is not high enough, combustion does not occur, similarly, the combustion of jets does not begin immediately at the injection site, but far downstream. In the proposed device, in the lower part there are two belts A and B, equally uniformly arranged around the circumference of the
Обтекание парами топлива шатров, образованных струями из поясов А и Б, приводит к тому, что внутри шатра от пояса А создается разрежение большее, чем снаружи шатра. Это обстоятельство, а также то, что струи из участка Б отверстий, центры которых расположены на дуге, служат причиной несколько необычного явления подсоса односторонних струй внутрь шатра, т.е. эти струи вместо того, чтобы сноситься вверх по потоку, опускаются вниз, пронизывая завесу струй из поясов А и Б. Поскольку эти струи не испытывают влияния встречных струй, они имеют возможность проникать до оси потока и далее. При этом на поверхностях их начинают возникать условия, обеспечивающие возникновение пламени. Однако этот процесс является нестабильным, и очаги возникновения пламени не стоят на месте, а непрерывно осциллируют вблизи поверхности, например, жидкого топлива, а вся картина струй колеблется с некоторой частотой порядка 250 Гц. The flow around the fuel vapor of the tents formed by the jets from belts A and B leads to the fact that a vacuum is created inside the tent from the belt A greater than the outside of the tent. This circumstance, as well as the fact that the jets from section B of the holes, the centers of which are located on the arc, cause a somewhat unusual phenomenon of suction of one-way jets into the tent, i.e. these jets, instead of drifting upstream, fall down, penetrating the curtain of jets from belts A and B. Since these jets are not affected by the oncoming jets, they are able to penetrate to the axis of the flow and further. In this case, conditions begin to arise on their surfaces that ensure the occurrence of a flame. However, this process is unstable, and the foci of flame occurrence do not stand still, but continuously oscillate near the surface of, for example, liquid fuel, and the whole pattern of jets oscillates with a certain frequency of about 250 Hz.
Известно, что испарение топлива с поверхности в тепловых аппаратах бытового назначения происходит в основном за счет инфракрасного (теплового) излучения факела. Но в известных тепловых аппаратах факел расположен выше поверхности топлива, почти на выходе из камеры 1. Поэтому наличие осциллирующих очагов горения на поверхности жидкого топлива весьма положительно влияет на рабочий процесс: больше топлива испаряется, пары лучше смешиваются с воздухом и др. Аналогично положительное влияние на рабочий процесс имеет место в случае использования твердого топлива или природного газа. It is known that the evaporation of fuel from the surface in domestic heaters occurs mainly due to infrared (thermal) radiation from the torch. But in known heaters, the torch is located above the fuel surface, almost at the exit from
Так как несколько выше участка В несимметричных струй имеется еще пояс Г равномерно расположенных симметричных струй, то при работе горелочного устройства образуются встречные струи, взаимовлияющие друг на друга так, что образуется еще шатер поднимающихся вверх струй. Since there is still a belt Г of evenly spaced symmetrical jets slightly higher than the section B of asymmetric jets, countercurrent jets are formed during the operation of the burner device, interfering with each other so that a tent of upward jets is formed.
Над поясом Г расположен еще один участок Д отверстий несимметричного вдува, подобный участку В. Односторонность, невстречность, малое взаимовлияние этих струй является причиной глубокого проникновения их до оси факела и дальше, т. е. явление, описанное выше, повторяется аналогично. Над верхним участком Д несимметричного вдува могут быть еще несколько поясов и участков вдува в зависимости от количества воздуха, необходимого для предварительного смешения и подготовки факела. Сплошной факел начинает формироваться только на выходе из камеры сгорания. В эту область подают воздух плоскими струями. Above belt G, there is another section D of asymmetric injection holes, similar to section B. The one-sidedness, non-presence, and small mutual influence of these jets are the reason for their deep penetration to the torch axis and further, i.e., the phenomenon described above is repeated similarly. Over the upper section D of asymmetric blowing, there may be several more belts and sections of blowing, depending on the amount of air required for preliminary mixing and preparation of the torch. A solid torch begins to form only at the exit of the combustion chamber. Air is delivered to this area by flat jets.
Область, где в факеле подаются симметрично и несимметрично цилиндрические струи, является, в основном, областью смешения газифицированного топлива и воздуха, а горение начинается только на временных локальных очагах, где смесь достигает параметров, достаточных для возникновения пламени. Наличие таких временных очагов положительно влияет на рабочий процесс, а возникновение их связано в основном с несимметричным боковым вдувом на дуговых участках В и Д. При этом в ламинарный режим течения и горения потока в факеле вносятся возмущения, а наличие пневматической связи входа и выхода камеры сгорания через плоскую щель 7 между фланцами 5 и 6 приводит к тому, что возникают газодинамические колебания газового потока и, соответственно, пульсирующее горение. The area where cylindrical and symmetrical jets are fed in the torch is mainly a mixture of gasified fuel and air, and combustion begins only at temporary local foci, where the mixture reaches parameters sufficient for the flame to appear. The presence of such temporary foci positively affects the working process, and their occurrence is mainly associated with asymmetric lateral blowing in the arc sections B and D. In this case, disturbances are introduced into the laminar flow and combustion flow regime in the flare, and the presence of a pneumatic connection between the input and output of the combustion chamber through a
При этом колебания потока имеют место также и внутри кожуха 7. Дым периодически выходит из горелки внутрь кожуха и всасывается через отверстия и щели. Воздух из атмосферы попадает в кожух через отверстие, проходное сечение которого регулируется заслонкой 12. In this case, flow fluctuations also take place inside the
Экспериментальные исследования показывают, что для выхода факела из состояния ламинарного горения необходимо, чтобы величина расхода на вдув через плоскую щель 7 превышала 40% общего расхода воздуха, необходимого для горения топлива. Experimental studies show that for the flame to exit from the state of laminar combustion, it is necessary that the flow rate for blowing through a
В связи с тем, что работа устройства полностью раскрыта выше, то описание ее не приводится. Due to the fact that the operation of the device is fully disclosed above, its description is not given.
Кроме того, предлагаемое устройство в отдельных случаях выполнения может иметь следующие конструктивные особенности. In addition, the proposed device in some cases, the execution may have the following design features.
На выходе из камеры сгорания может быть расположено устройство, образующее лабиринтное движение газов. Выходное устройство обеспечивает образование двух плоских встречных струй. Щель между нижним фланцем 5 и кольцом 9 образует плоскую струю К, перпендикулярную в истоке оси камеры сгорания, а щель между кольцом 9 и верхним фланцем 6 дает коническую струю Ж, наклонную вниз в истоке к оси камеры сгорания. Наклон струи Ж в истоке вниз обеспечивает пересечение ее со струей Е. Это положительно влияет на качество дожигания. Для того чтобы увеличить поверхность взаимодействия паров топлива и воздуха и удлинить путь движения газов на выходе, плоские струи Е и Ж делаются не сплошными в окружном направлении, а прерывистыми, для чего в щелях между фланцами 5, 6 и кольцом 9 установлены прямоугольные в плане ограничители 10 из листового металла. Наличие их обеспечивает прерывность плоских струй Е и Ж (фиг. 4). Здесь же можно увидеть, что ограничители 10 зазоров между фланцами 5, 6 и кольцом 9 смещены в окружном направлении друг относительно друга. В результате движение газов между струями воздуха происходит как в лабиринте, что показано стрелками. At the outlet of the combustion chamber, a device may be arranged that forms the labyrinthine movement of gases. The output device provides the formation of two flat oncoming jets. The gap between the
Пример осуществления способа. В устройстве для сжигания жидкого топлива диаметром 100 мм подавалось дизельное топливо с расходом 1,32 кг/ч, которое после газификации смешивалось с воздухом и сгорало. Воздух давался в устройстве с общим расходом 15,97 м3/ч. При этом 45% воздуха подавалось в виде симметричных относительно оси факела радиально направленных струй, равномерно расположенных вокруг оси факела в трех параллельных горизонтальных плоскостях над поверхностью топлива (пояса Б, Г, Е). 12% подавалось в виде несимметричных относительно оси факела струй, расположенных на локальных участках между поясами Б и Г и Г и Е. 43% подавалось плоской струей в конце зоны смешения газифицированного топлива с воздухом. После сжигания дизельного топлива в указанном устройстве в выхлопных газах содержалось в среднем 13,4% CO2 и 1,33% O2.An example implementation of the method. In a device for burning liquid fuel with a diameter of 100 mm, diesel fuel was supplied at a rate of 1.32 kg / h, which after gasification was mixed with air and burned. Air was supplied in the device with a total flow rate of 15.97 m 3 / h. In this case, 45% of the air was supplied in the form of radially directed jets symmetrical with respect to the torch axis, uniformly arranged around the torch axis in three parallel horizontal planes above the fuel surface (belts B, D, E). 12% was supplied in the form of jets asymmetric with respect to the torch axis located in local areas between belts B and D and G and E. 43% was supplied by a flat jet at the end of the mixing zone of gasified fuel with air. After burning diesel fuel in the specified device in the exhaust gas contained an average of 13.4% CO 2 and 1.33% O 2 .
Проведенные расчеты, по известным методикам, показывают, что дизельное топливо сгорало в устройстве с коэффициентом избытка воздуха α 1,08, что указывает на высокую эффективность сгорания. The calculations, according to well-known methods, show that diesel fuel burned in the device with an excess air coefficient α of 1.08, which indicates a high combustion efficiency.
Испытанные горелки имеют значительные габаритно-массовые преимущества (масса на 30% меньше), а также технологические (не требуется массивных теплоаккумулирующих колец и др.) преимущества. Имеется также отработанное угольное горелочное устройство и экспериментальное устройство для сжигания природного газа. Преимуществами испытанных устройств, реализующих предлагаемый способ горения, являются повышенные экономичность (экономия топлива до 20%) и экологичность (содержание CO при сжигании соляра в 5 8 раз меньше допускаемого ГОСТом, а при сжигании низкосортного угля содержание СО не более 0,01% вместо допускаемого ГОСТом 9817-82 2,0%). The tested burners have significant overall mass advantages (weight 30% less), as well as technological (no massive heat storage rings, etc.) advantages. There is also a spent coal burner device and an experimental device for burning natural gas. The advantages of the tested devices that implement the proposed method of combustion are increased profitability (fuel economy up to 20%) and environmental friendliness (CO content when burning solarium is 5 8 times less than allowed by GOST, and when burning low-grade coal, CO content is not more than 0.01% instead of allowed GOST 9817-82 2.0%).
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95111965A RU2100698C1 (en) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | Method of burning fuel device for realization of this method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU95111965A RU2100698C1 (en) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | Method of burning fuel device for realization of this method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU95111965A RU95111965A (en) | 1997-06-27 |
| RU2100698C1 true RU2100698C1 (en) | 1997-12-27 |
Family
ID=20170006
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU95111965A RU2100698C1 (en) | 1995-07-11 | 1995-07-11 | Method of burning fuel device for realization of this method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2100698C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2508501C2 (en) * | 2011-07-13 | 2014-02-27 | Григорий Иванович Павлов | Fuel combustion method, and device for its implementation |
| RU2670641C1 (en) * | 2017-08-21 | 2018-10-24 | Григорий Иванович Павлов | Fuel combustion device |
-
1995
- 1995-07-11 RU RU95111965A patent/RU2100698C1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| SU, авторское свидетельство, 1651026, кл. F 23 C 5/04, 1991. * |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2508501C2 (en) * | 2011-07-13 | 2014-02-27 | Григорий Иванович Павлов | Fuel combustion method, and device for its implementation |
| RU2670641C1 (en) * | 2017-08-21 | 2018-10-24 | Григорий Иванович Павлов | Fuel combustion device |
| RU2670641C9 (en) * | 2017-08-21 | 2018-12-04 | Григорий Иванович Павлов | Fuel combustion device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU95111965A (en) | 1997-06-27 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4128389A (en) | Flare stack gas burner | |
| CA1040090A (en) | Flare gas burner | |
| US5181475A (en) | Apparatus and process for control of nitric oxide emissions from combustion devices using vortex rings and the like | |
| CA1059893A (en) | Noise and smoke retardant flare | |
| RU2100698C1 (en) | Method of burning fuel device for realization of this method | |
| US3460895A (en) | Device for gasifying and combusting light petroleum by utilizing air under pressure | |
| US20030013059A1 (en) | Conical flame waste gas combustion reactor | |
| US5823759A (en) | Apparatus and method for burning combustible gases | |
| RU2170389C2 (en) | Disposal gas flare plant | |
| EP0688414B1 (en) | Apparatus and method for burning combustible gases | |
| JPS5816083B2 (en) | combustion device | |
| RU2301942C2 (en) | Method of the fluid fuel combustion and the device for the fluid fuel combustion | |
| RU36135U1 (en) | MULTI-FUEL BURNER | |
| US11713878B2 (en) | Method and mobile apparatus for improving in-situ combustion of a combustible material lying on nominally planar surface | |
| RU2454605C1 (en) | Technological vortex ejection gas burner | |
| RU2324117C1 (en) | System for combustion of liquid and/or aeriform fuel in gas turbine | |
| RU2262039C2 (en) | Method of combustion of hydrocarbon fuel and device for realization of this method (versions) | |
| RU2158388C1 (en) | Waste-heat boiler furnace | |
| RU2240282C1 (en) | Method of production of cellular graphite and a device for its implementation | |
| KR100551984B1 (en) | LOW NOx BURNER | |
| RU2508501C2 (en) | Fuel combustion method, and device for its implementation | |
| DK199800920A (en) | Method of firing in a boiler and boiler for carrying out the process | |
| RU2671263C1 (en) | Device for thermal neutralization of industrial effluents | |
| RU14266U1 (en) | PRECISION DEVICE | |
| RU2219435C2 (en) | Method of sootless burning of fuel |