RU2113656C1

RU2113656C1 - Device for eddy dispersion of air for combustion in turbulent injector

Info

Publication number: RU2113656C1
Application number: RU95122559/06A
Authority: RU
Inventors: Джин Мин Чой (KR); Джин Мин Чой
Original assignee: Джин Мин Чой
Priority date: 1993-04-30
Filing date: 1993-08-20
Publication date: 1998-06-20
Also published as: WO1994025798A1; AU4984893A

Abstract

FIELD: turbulent injectors working on mazut. SUBSTANCE: device has chamber 5 for dispersion of air mixture surrounding the spray nozzle 4; this chamber performs the function of first combustion chamber and stabilizer for swirling and dispersion of second flow of air for combustion. Device is also provided with second combustion chamber 6 tightly connected with dispersing chamber 5 which includes cylindrical tubular portion, connecting portion which extends from tubular portion and has diameter lesser than that of tubular portion and plate portion 53 for swirling of air which extends from connecting portion through peripheral convex portion 54. Connecting portion is tightly inserted in second combustion chamber 6, thus providing for tight of dispersing chamber 5 in second combustion chamber 6. Plate portion 53 used for swirling of air provided with inclined radial slots for swirling of first flow of air for combustion Convex peripheral portion 54 has outlet orifices 54a for swirling the second flow of air for combustion. EFFECT: enhanced efficiency. 10 cl, 19 dwg

Description

Изобретение в целом относится к устройству для подачи воздуха для горения в мазутную форсунку котла и в особенности к устройству для вихревой подачи воздушной смеси для горения для ее равномерного перемешивания с мазутом, впрыскиваемым через распылительное сопло, и для получения диффузионного пламени. The invention generally relates to a device for supplying combustion air to a fuel oil nozzle of a boiler, and in particular to a device for swirling an air mixture for combustion to uniformly mix it with fuel oil injected through a spray nozzle, and to obtain a diffusion flame.

Известна обычная мазутная форсунка, содержащая пластину для вихревого рассеивания воздуха или кольцевой стабилизатор 3, расположенный в цилиндрической дутьевой трубе 10, как показано на фиг.1 и 2. В этой форсунке часть воздуха для горения, всасываемого в трубу 10 под действием центробежной силы, создаваемой форсуночным мотором (не показан), одновременно с вихревым рассеиванием поступает через завихряющие воздух щели За, наклонно прорезанные в стабилизаторе 3, к передней стороне стабилизатора 3, расположенного, как показано на фиг. 7, перед распылительным соплом 4. Воздух для горения, проходящий через щели За, здесь условно назван первым потоком воздуха. Остальной же воздух для горения или второй поток воздуха поступает из трубы 10 через промежутки 3с между цилиндрической дутьевой трубой 10 и кольцевым стабилизатором 3 и течет в том же направлении, что и первый, окружая при этом диффузионное пламя для поддержания его формы. Однако второй поток воздуха не завихрен, он просто протекает продольно, окружая диффузионное пламя, при этом его скорость настолько велика, что это может вызвать неполное сгорание. Known conventional fuel oil nozzle containing a plate for vortex air dispersion or an annular stabilizer 3 located in a cylindrical blast tube 10, as shown in figures 1 and 2. In this nozzle, part of the combustion air is sucked into the pipe 10 under the action of centrifugal force generated by with a nozzle motor (not shown), simultaneously with vortex dispersion, it enters through the swirling air slots B, slanted in the stabilizer 3, to the front side of the stabilizer 3 located, as shown in FIG. 7, in front of the spray nozzle 4. Combustion air passing through the slots Za is here conventionally called the first air stream. The rest of the combustion air or the second air stream enters from the pipe 10 through the gaps 3c between the cylindrical blast pipe 10 and the ring stabilizer 3 and flows in the same direction as the first, while surrounding the diffusion flame to maintain its shape. However, the second stream of air is not swirling, it simply flows longitudinally, surrounding the diffusion flame, while its speed is so high that it can cause incomplete combustion.

Помимо описанной обычной мазутной форсунки известна мазутная форсунка турбулентного типа, камера сгорания которой разделена на первую камеру 1 и вторую камеру 2 и снабжена стабилизатором 3, расположенным в камере 1, изображенная на фиг. 3 и 6 и предложенная в корейской заявке на патент N 92- 11855, поданной тем же заявителем, что и данная заявка. В этой форсунке первый поток воздуха для горения поступает из первой камеры 1 через завихряющие воздух щели За стабилизатора 3, расположенного перед распылительным соплом 4, и совершает вихревое перемещение для рассеивания до зоны А во второй камере 2, как показано на фиг.8. Одновременно второй поток воздуха для горения поступает из камеры 1 в камеру 2 через промежутки 3с между камерой 1 и стабилизатором 3 и течет горизонтально. Кроме первого и второго потоков воздуха для горения в камеру 2 из зоны В снаружи камеры 2 через выполненные в ней отверстия 2а для дожигания поступает не полностью сгоревший газ. Камера сгорания в мазутной форсунке турбулентного типа разделена на две камеры 1 и 2 с тем, чтобы неполностью сгоревший газ из зоны В поступал в камеру 2, нагретую до температуры 750-1300^oC, через выполненные в ней отверстия 2а и подвергался дожиганию, благодаря чему обеспечивается требуемое полное сгорание газа, не полностью сгоревшего снаружи диффузионного пламени. Однако второй поток воздуха для горения, подаваемый в камеру 2 через промежутки 3с между камерой 1 и стабилизатором 3 для горизонтального протекания по камере 2, имеет такую большую скорость, что требуемое полное сгорание при этом вряд ли возможно.In addition to the described conventional fuel oil nozzle, a turbulent type fuel nozzle is known, the combustion chamber of which is divided into the first chamber 1 and the second chamber 2 and equipped with a stabilizer 3 located in the chamber 1, shown in FIG. 3 and 6 and proposed in Korean Patent Application No. 92-11855, filed by the same applicant as this application. In this nozzle, the first flow of combustion air enters from the first chamber 1 through swirling air slots For the stabilizer 3, located in front of the spray nozzle 4, and makes a swirl movement to disperse to zone A in the second chamber 2, as shown in Fig. 8. At the same time, a second stream of combustion air enters from chamber 1 into chamber 2 through gaps 3c between chamber 1 and stabilizer 3 and flows horizontally. In addition to the first and second flows of combustion air, a chamber that has not completely burned gas enters the chamber 2 from zone B outside the chamber 2 through openings 2a for afterburning made therein. The combustion chamber in a turbulent fuel oil nozzle is divided into two chambers 1 and 2 so that the incompletely burnt gas from zone B enters the chamber 2, heated to a temperature of 750-1300 ^o C, through the openings 2a made in it, and is subjected to afterburning, due to which the required complete combustion of the gas, which is not completely burned outside the diffusion flame, is provided. However, the second flow of combustion air supplied to the chamber 2 through the intervals 3c between the chamber 1 and the stabilizer 3 for horizontal flow through the chamber 2 has such a high speed that the required complete combustion is hardly possible.

Более того, камера 1 такой форсунки расположена в таком месте, куда воздух для горения поступает непрерывно, так что камера 1 не подвергается воздействию диффузионного пламени. Таким образом, первая камера не подвергается ни тепловой деформации, ни коррозии из-за окисления, поэтому она может быть сделана из дешевого материала, такого как обычная листовая сталь или нержавеющая листовая сталь марки 27. Вторая же камера 2 расположена перед соплом 4 для распыления мазута и находится таким образом в непосредственном контакте с диффузионным пламенем, имеющим температуру около 750^oC, если форсунка выполнена малоразмерной, около 1100^oC, если она имеет средний размер, и около 1300^oC, если большой. С учетом этого камера 2 должна быть изготовлена из такого дорогостоящего специального сплава, как никеле-марганцевый сплав, с тем, чтобы противостоять воздействию указанной высокой температуры пламени, что требует определенных затрат.Moreover, the chamber 1 of such a nozzle is located in a place where combustion air flows continuously, so that the chamber 1 is not exposed to the diffusion flame. Thus, the first chamber is not subjected to thermal deformation or corrosion due to oxidation, so it can be made of cheap material, such as ordinary sheet steel or stainless steel sheet grade 27. The second chamber 2 is located in front of the nozzle 4 for spraying fuel oil and is thus in direct contact with a diffusion flame having a temperature of about 750 ^o C if the nozzle is small, about 1100 ^o C if it has an average size, and about 1300 ^o C if large. With this in mind, the chamber 2 must be made of such an expensive special alloy as a nickel-manganese alloy in order to withstand the effects of the specified high flame temperature, which requires certain costs.

Цель данного изобретения состоит в том, чтобы создать устройство для вихревого рассеивания смешанного воздуха для горения в турбулентной форсунке, в котором преодолены указанные недостатки, обеспечено завихрение воздуха, подаваемого во вторую камеру сгорания, и уменьшена скорость не полностью сгоревшего газа (пламени) для того, чтобы этот газ медленно наталкивался на нагретую до высокой температуры внутреннюю поверхность второй камеры по всей ее протяженности для увеличения тем самым продолжительности сгорания для обеспечения его полноты и улучшения эффективности. The purpose of this invention is to provide a device for the vortex dispersion of mixed combustion air in a turbulent nozzle, in which these drawbacks are overcome, the air supplied to the second combustion chamber is swirled, and the speed of the incompletely burned gas (flame) is reduced in order to so that this gas slowly encounters the inner surface of the second chamber heated to a high temperature over its entire length to thereby increase the duration of combustion to ensure its notes and improve efficiency.

Другая цель изобретения состоит в том, чтобы создать устройство для вихревого рассеивания воздуха для горения в турбулентной форсунке, вторая камера сгорания которого плотно соединена с частью рассеивающей воздух камеры, функционирующей и как первая камера сгорания, и как стабилизатор, благодаря чему повышается удобство сборки и разборки камеры сгорания, обеспечивается экономия дорогостоящего материала второй камеры сгорания, а также вдвое увеличивается эффективность горения. Another objective of the invention is to provide a device for swirling combustion air in a turbulent nozzle, the second combustion chamber of which is tightly connected to a part of the air-diffusing chamber, which functions both as the first combustion chamber and as a stabilizer, thereby increasing the convenience of assembly and disassembly the combustion chamber, saves the expensive material of the second combustion chamber, and also doubles the efficiency of combustion.

Для достижения указанных целей предлагаемое устройство для вихревого рассеивания воздуха для горения в форсунке снабжено комбинированной рассеивающей воздух камерой, изготовленной за одно целое, окружающей сопло для распыления мазута и содержащей первую камеру сгорания и стабилизатор, выполненные в виде единого узла для завихрения и рассеивания второго потока воздуха так же, как и первого потока воздуха, и вторую камеру сгорания, плотно соединенную с комбинированной рассеивающей воздух камерой. To achieve these goals, the proposed device for vortex dispersion of combustion air in the nozzle is equipped with a combined air diffusing chamber, made in one piece, surrounding the nozzle for spraying fuel oil and containing the first combustion chamber and stabilizer, made as a single unit for swirling and dispersing the second air stream as well as the first air stream and the second combustion chamber, tightly connected to the combined air-diffusing chamber.

В одном варианте выполнения предлагаемого устройства рассеивающая воздух камера содержит цилиндрическую трубчатую часть, соединительную часть, непрерывно простирающуюся от трубчатой части, и пластинчатую часть для завихрения воздуха, непрерывно простирающуюся от соединительной части через выпуклую периферийную часть. Соединительная часть плотно вставлена во вторую камеру сгорания для обеспечения плотной посадки рассеивающей воздух камеры во второй камере сгорания. Пластинчатая часть для завихрения первого потока воздуха имеет наклонные радиальные щели завихрения первого потока воздуха. Выпуклая периферийная часть имеет выходные отверстия для завихрения второго потока воздуха. In one embodiment of the device of the present invention, the air-diffusing chamber comprises a cylindrical tubular part, a connecting part continuously extending from the tubular part, and a plate part for swirling air continuously extending from the connecting part through the convex peripheral part. The connecting part is tightly inserted into the second combustion chamber to ensure a snug fit of the air-diffusing chamber in the second combustion chamber. The plate portion for swirling the first air stream has inclined radial slots of the swirl of the first air stream. The convex peripheral part has outlet openings for swirling a second air stream.

На фиг.1 и 2 изображают один вариант выполнения известной обычной мазутной форсунки, при этом:
фиг.1 изображает схематический разрез мазутной форсунки;
фиг.2 изображает разрез мазутной форсунки по линии А-А на фиг.1;
фиг.3-6 изображают один вариант выполнения известной турбулентной мазутной форсунки, при этом:
фиг.3 изображает схематический разрез мазутной форсунки;
фиг.4 изображает разрез мазутной форсунки по линии В-В на фиг.3;
фиг.5 изображает вид сбоку первой камеры сгорания мазутной форсунки;
фиг. 6 изображает вид сбоку второй камеры сгорания мазутной форсунки перед ее соединением с первой камерой сгорания;
фиг.7 изображает разрез, показывающий поток воздуха, поступающего в зону горения через дутьевую трубу, и стабилизатор обычной мазутной форсунки, показанной на фиг.1;
фиг.8 изображает разрез, показывающий поток воздуха для горения в первой и второй камерах сгорания и стабилизатор обычной турбулентной мазутной форсунки, показанной на фиг.3;
фиг. 9-11 изображают один вариант выполнения предлагаемой турбулентной мазутной форсунки, при этом:
фиг.9 изображает вертикальный разрез мазутной форсунки;
фиг.10 изображает разрез мазутной форсунки по линии C-C на фиг.5А;
фиг. 11 изображает вид сбоку в разъединенном состоянии устройства для вихревого рассеивания воздуха, содержащего камеру для рассеивания воздуха и вторую камеру сгорания, перед их плотным соединением между собой;
фиг. 12,13 изображают рассеивающую воздух камеру турбулентной мазутной форсунки, показанной на фиг.9, при этом:
фиг. 12 изображает вид в аксонометрии варианта выполнения рассеивающей воздух камеры, в котором отверстия для выхода воздуха выполнены с наклоном влево;
фиг.13 изображает разрез рассеивающей воздух камеры по линии D-D на фиг. 12;
фиг. 14-18 изображают вид в аксонометрии других предлагаемых вариантов выполнения рассеивающей воздух камеры;
фиг. 19 изображает отверстия для выхода воздуха, выполненные аналогично отверстиям, представленным на фиг.12, 13, но с наклоном направо.Figure 1 and 2 depict one embodiment of the well-known conventional fuel oil nozzle, while:
figure 1 depicts a schematic section of a fuel oil nozzle;
figure 2 depicts a section of a fuel oil nozzle along the line aa in figure 1;
figure 3-6 depict one embodiment of the known turbulent fuel oil nozzle, while:
figure 3 depicts a schematic section of a fuel oil nozzle;
figure 4 depicts a section of a fuel oil nozzle along the line bb in figure 3;
5 is a side view of a first combustion chamber of a fuel oil nozzle;
FIG. 6 is a side view of a second combustion chamber of a fuel oil nozzle before it is connected to the first combustion chamber;
Fig. 7 is a sectional view showing the flow of air entering the combustion zone through the blast tube and the stabilizer of the conventional fuel oil nozzle shown in Fig. 1;
Fig. 8 is a sectional view showing the flow of combustion air in the first and second combustion chambers and the stabilizer of the conventional turbulent fuel oil nozzle shown in Fig. 3;
FIG. 9-11 depict one embodiment of the proposed turbulent fuel oil nozzle, while:
Fig.9 depicts a vertical section of a fuel oil nozzle;
figure 10 depicts a section of a fuel oil nozzle along the line CC in figa;
FIG. 11 is a side view in a disconnected state of a vortex air diffusion device comprising an air dispersion chamber and a second combustion chamber, before being tightly connected to each other;
FIG. 12,13 depict an air-dispersing chamber of a turbulent fuel oil nozzle shown in FIG. 9, wherein:
FIG. 12 is a perspective view of an embodiment of an air-diffusing chamber in which openings for air outlet are inclined to the left;
FIG. 13 is a sectional view of the air diffusing chamber along the line DD in FIG. 12;
FIG. 14-18 depict a perspective view of other proposed embodiments of an air-diffusing chamber;
FIG. 19 shows the air outlet openings made similarly to the openings shown in FIGS. 12, 13, but with an inclination to the right.

На фиг. 9-11 показан один вариант выполнения предлагаемой турбулентной мазутной форсунки. Форсунка содержит снабженную фланцем камеру 5 для рассеивания воздуха в виде трубы, запрессованной в тело фланца. На фиг.11 видно, что камера 5 имеет выполненную заодно с ней и проходящую от фланцевой части цилиндрическую часть 51, от которой проходит соединительная часть 52, выполненная заодно с ней со ступенчатым уменьшением диаметра. Труба 5 также имеет часть 53 в виде пластины для завихрения воздуха, проходящую от соединительной части 52 и имеющую выпуклую периферийную часть 54 и углубление на удаленном конце камеры 5. Часть 53 имеет прорезанные в ней щели 3а для завихрения воздуха, расположенные наподобие спиц колеса. Диаметр соединительной части 52 меньше диаметра цилиндрической части 51, так что первая может быть плотно вставлена во вторую камеру 6 сгорания, описанную ниже, с тем, чтобы обеспечить плотную посадку камеры 5 в камере 6, в результате чего исключается необходимость сварки или дополнительных средств крепления для их взаимного соединения. In FIG. 9-11 show one embodiment of the proposed turbulent fuel oil nozzle. The nozzle contains a flange chamber 5 for dispersing air in the form of a pipe pressed into the body of the flange. 11 shows that the camera 5 has a cylindrical part 51 made integral with it and extending from the flange part, from which the connecting part 52 passes, made integral with it with a stepwise reduction in diameter. The pipe 5 also has a portion 53 in the form of a plate for swirling air, passing from the connecting part 52 and having a convex peripheral part 54 and a recess at the distal end of the chamber 5. Part 53 has slits 3a for swirling air cut through it, arranged like wheel spokes. The diameter of the connecting part 52 is smaller than the diameter of the cylindrical part 51, so that the first can be tightly inserted into the second combustion chamber 6, described below, in order to ensure a tight fit of the chamber 5 in the chamber 6, thereby eliminating the need for welding or additional fastening means for their mutual connection.

Выпуклая периферийная часть 54, проходящая от части 52 до части 53, имеет наклонные выходные отверстия 54а для воздуха, отстоящие друг от друга на одинаковые расстояния. Отверстия 54а предпочтительно выполнены посредством прорезки верхней поверхности части 54 с нажатием на нее, так что каждое отверстие 54а наклонено на некоторый угол. Благодаря отверстиям 54а второй поток воздуха для горения, поступающий в камеру 5, выходит из нее с завихрением по спирали, осью которой является центральная ось камеры 5. Таким образом, если выходные отверстия выполнены с наклоном вправо, то выходящий воздух подается по правосторонней спирали, если влево, то по левосторонней. Результат будет один и тот же независимо от направления подачи воздуха. В других вариантах выполнения предлагаемого устройства выходные отверстия 54а могут быть выполнены не на верхней поверхности части 54, а в другом месте, или выполнены вертикально, без наклона. Так например, на фиг.14 и 15 показаны варианты выполнения, в которых наклонные выходные отверстия 54а выполнены соответственно на внутренней и наружной поверхностях части 54. Из фиг.16 видно, что отверстия 54а могут быть выполненными вертикально на верхней поверхности части 54, так что второй поток воздуха, поступающий в зону горения, перемещается параллельно центральной оси камеры 5. Выходные отверстия 54а могут быть выполнены и вертикально на внутренней поверхности выпуклой периферийной части 54, как показано на фиг.17, или на наружной поверхности выпуклой периферийной части 54, как показано на фиг.18. The convex peripheral part 54 extending from part 52 to part 53 has inclined air outlets 54a that are equally spaced from each other. The holes 54a are preferably made by cutting the upper surface of the portion 54 by pressing on it, so that each hole 54a is inclined at a certain angle. Thanks to the openings 54a, the second flow of combustion air entering the chamber 5 leaves it with a spiral swirl, the axis of which is the central axis of the chamber 5. Thus, if the outlet openings are inclined to the right, the exhaust air is supplied through a right-hand spiral, if left then left. The result will be the same regardless of the direction of air supply. In other embodiments of the proposed device, the outlet openings 54a may not be made on the upper surface of the part 54, but in another place, or they may be made vertically without tilting. For example, Figs. 14 and 15 show embodiments in which the inclined outlet openings 54a are respectively formed on the inner and outer surfaces of the part 54. It can be seen from Fig. 16 that the openings 54a can be made vertically on the upper surface of the part 54, so that the second air stream entering the combustion zone moves parallel to the central axis of the chamber 5. The outlet openings 54a can also be made vertically on the inner surface of the convex peripheral part 54, as shown in Fig. 17, or on the outer surface convex peripheral part 54, as shown in Fig. 18.

Из фиг.9 и 11 видно, что вторая камера 6 сгорания, плотно насаженная на камеру 5, имеет форму цилиндра. В нижней части камеры 6, которой она насажена на камеру 5, выполнены отверстия 6а для дожигания. В соответствии с данным изобретением каждое из отверстий 6а для дожигания предпочтительно выполнено круглым или прямоугольным. Камера 6 плотно насажена нижней частью на соединительную часть 52 камеры 5 с тем, чтобы обеспечить ее плотную посадку на ней, в результате чего исключается необходимость сварки или дополнительных средств крепления для их соединения. Более того, такая плотная посадка камеры 6 на камеру 5 повышает удобство соединения и разъединения камер 5 и 6. В соответствии с данным изобретением плотную посадку камеры 6 на камеру 5 осуществляют путем надвигания камеры 6 на всю длину ее соединительной части 52 камеры 5, как показано на фиг.9. Таким образом обеспечивается экономия дорогостоящего материала камеры 6. В обычных же турбулентных форсунках вторая камера 2 сгорания должна быть полностью насажена на первую камеру 1 сгорания, до упора во фланец 1а, как показано на фиг.8. Таким образом, для того, чтобы камера доходила до фланца 1а, требуется увеличение ее длины, что вызывает дополнительный расход дорогостоящего материала и следовательно, ухудшает экономичность конструкции. From Fig.9 and 11 it is seen that the second combustion chamber 6, tightly mounted on the chamber 5, has the shape of a cylinder. In the lower part of the chamber 6, with which it is mounted on the chamber 5, openings 6a are made for afterburning. In accordance with this invention, each of the afterburning holes 6a is preferably circular or rectangular. The chamber 6 is tightly mounted with the lower part on the connecting part 52 of the chamber 5 so as to ensure its tight fit on it, which eliminates the need for welding or additional fastening means for their connection. Moreover, such a tight fit of the camera 6 on the camera 5 increases the convenience of connecting and disconnecting the cameras 5 and 6. In accordance with this invention, a tight fit of the camera 6 on the camera 5 is carried out by sliding the camera 6 over the entire length of its connecting part 52 of the camera 5, as shown Fig.9. This saves the expensive material of the chamber 6. In conventional turbulent nozzles, the second combustion chamber 2 must be fully fitted onto the first combustion chamber 1, all the way into the flange 1a, as shown in Fig. 8. Thus, in order for the chamber to reach the flange 1a, an increase in its length is required, which causes an additional consumption of expensive material and, therefore, affects the economy of the structure.

Камера 5, входящая в состав предлагаемой турбулентной форсунки, выполняет как функции обычной первой камеры сгорания, так и функции обычного стабилизатора, благодаря чему обеспечивается экономия дорогостоящего материала второй камеры сгорания, упрощается процесс сборки и улучшается работа форсунки. Иначе говоря, использование предлагаемой камеры 5 полностью устраняет недостаток известных устройств, состоящий в необходимости выдерживать при сборке точный зазор между первой камерой сгорания и устанавливаемым в ней стабилизатором для подачи в зону горения требуемого количества воздуха с требуемой скоростью, а также повышает устойчивость процесса горения. The chamber 5, which is part of the proposed turbulent nozzle, performs both the functions of the usual first combustion chamber and the functions of a conventional stabilizer, which saves the expensive material of the second combustion chamber, simplifies the assembly process and improves the operation of the nozzle. In other words, the use of the proposed chamber 5 completely eliminates the disadvantage of the known devices, which consists in the need to maintain during assembly the exact gap between the first combustion chamber and the stabilizer installed in it to supply the required amount of air to the combustion zone at the required speed, and also increases the stability of the combustion process.

Эффективность работы предлагаемого устройства рассмотрена ниже в сопоставлении с обычной турбулентной форсункой, изображенной на фиг.8. При работе обычной турбулентной форсунки мазут, распыляемый из сопла 4, перемешивается с первым потоком воздуха для горения, поступающим из камеры 1 сгорания через стабилизатор 3 для образования топливной смеси, сгорающей в процессе вихревого перемещения в зону A, расположенную в камере 2 сгорания. Не полностью сгоревший газ из зоны B поступает через отверстия 2а в камере 2 в расположенную в ней зону C для дожигания во втором потоке воздуха, поступающем в эту зону горизонтально. Таким образом, в обычной турбулентной форсунке требуемое полное сгорание обеспечено созданием условий для того, чтобы не полностью сгоревший газ, всосанный через отверстия 2а, а также пламя, сформированное у передней части сопла 4, наталкивались на внутреннюю поверхность камеры 2, нагретой до высокой температуры 750- 1300^oC. Однако требуемое полное сгорание вряд ли осуществимо, поскольку второй поток воздуха поступает в зону C у внутренней поверхности камеры 2 с высокой скоростью, так что он вытесняет не полностью сгоревший газ прежде, чем тот подвергнется дожиганию и охлаждает внутреннюю поверхность камеры 2.The performance of the proposed device is discussed below in comparison with a conventional turbulent nozzle shown in Fig. 8. During the operation of a conventional turbulent nozzle, the fuel oil sprayed from the nozzle 4 is mixed with the first flow of combustion air coming from the combustion chamber 1 through the stabilizer 3 to form a fuel mixture, which burns during vortex displacement into zone A located in the combustion chamber 2. The incompletely burned gas from zone B enters through openings 2a in chamber 2 into zone C located therein for afterburning in a second stream of air entering this zone horizontally. Thus, in a conventional turbulent nozzle, the required complete combustion is ensured by creating conditions so that incompletely burnt gas sucked through the openings 2a, as well as the flame formed at the front of the nozzle 4, encounter the inner surface of the chamber 2, heated to a high temperature of 750 - 1300 ^o C. However, the required complete combustion is hardly feasible, since the second air stream enters zone C at the inner surface of the chamber 2 with a high speed, so that it displaces the incompletely burnt gas before it afterburning and cools the inner surface of the chamber 2.

В предлагаемом же изобретении второй поток воздуха, подаваемый а зону C в камере 6, напротив, перемещается по камере 6 как и первый, с завихрением, как показано на фиг.9. Таким образом, первый и второй потоки воздуха поступают в зону горения перемешанными в процессе вихревого движения. In the present invention, the second air stream supplied to zone C in chamber 6, on the contrary, moves along chamber 6 like the first, with a swirl, as shown in Fig. 9. Thus, the first and second air flows enter the combustion zone mixed during the vortex movement.

Таким образом, воздух для горения всасывается в камеру 5, выполняющую как функции первой камеры сгорания, так и функции стабилизатора. Часть воздуха образует первый поток и поступает в камеру 6 через щели 53а для завихрения воздуха, расположенные в части 53, при этом воздух завихряется и рассеивается в камере. Одновременно с завихрением и рассеиванием второй поток воздуха перемешивается с мазутом, распыляемым через сопло 4, и сжигается. Thus, the combustion air is sucked into the chamber 5, which performs both the functions of the first combustion chamber and the functions of the stabilizer. Part of the air forms the first stream and enters the chamber 6 through slots 53a for air swirl located in part 53, while the air swirls and dissipates in the chamber. Simultaneously with the swirl and dispersion of the second stream of air is mixed with fuel oil sprayed through the nozzle 4, and burned.

Остальная часть воздуха для горения, поступающего в зону горения, вводится в камеру 6 в виде второго потока воздуха через отверстия 54а части 54. В то же время второй поток воздуха для горения завихряется для поддержания требуемой формы пламени, снижения до приемлемой величины скорости потока не полностью сгоревшего газа, поступающего во вторую камеру сгорания через отверстие 6а, и завихрения потока не полностью сгоревшего газа. Таким образом, предлагаемое устройство для вихревого рассеивания воздуха для горения позволяет не полностью сгоревшему газу медленно протекать по камере 6, на всей ее протяженности наталкиваясь на внутреннюю поверхность камеры 6, нагретой до высокой температуры 750-1300^oC. Таким образом затягивается время горения с целью обеспечить требуемое дожигание не полностью сгоревшего газа и улучшить эффективность горения.The rest of the combustion air entering the combustion zone is introduced into the chamber 6 in the form of a second air stream through the openings 54a of part 54. At the same time, the second combustion air stream swirls to maintain the required flame shape, reducing the flow rate to an acceptable value not completely burnt gas entering the second combustion chamber through the opening 6a, and swirling the flow of incompletely burnt gas. Thus, the proposed device for the vortex dispersion of combustion air allows incompletely burned gas to slowly flow through the chamber 6, across its entire length encountering the inner surface of the chamber 6, heated to a high temperature of 750-1300 ^o C. Thus, the burning time is delayed in order provide the required afterburning of incompletely burned gas and improve combustion efficiency.

Как описано выше, предлагаемое устройство для вихревого рассеивания воздуха для горения использует рассеивающую воздух камеру, функционирующую и как первая камера сгорания, и как стабилизатор, и таким образом обеспечивается точное расположение пластинчатой части для завихрения воздуха, функционирующей как стабилизатор. На выпуклой периферийной части рассеивающей воздух камеры имеются выходные отверстия, а на пластинчатой завихряющей части имеются завихряющие щели, посредством чего обеспечивается вихревое рассеивание второго потока воздуха для горения аналогично тому, как происходит рассеивание первого потока. Вихревое рассеивание второго потока воздуха позволяет обеспечить более низкое процентное содержание воздуха, а также требуемую высокую эффективность горения. Кроме того, вторая камера сгорания плотно насажена на переднюю часть рассеивающей воздух камеры, с обеспечением в предлагаемом устройстве плотной посадки, что способствует повышению удобства сборки и разборки устройства, а также экономии дорогостоящего материала второй камеры сгорания. As described above, the inventive apparatus for swirling combustion air diffusion uses an air diffuser, which functions both as a first combustion chamber and as a stabilizer, and thus ensures the exact location of the plate portion for swirling air that functions as a stabilizer. There are outlet openings on the convex peripheral part of the air-diffusing chamber, and swirl slots on the plate-like swirl part, whereby the second flow of combustion air is swirled in a similar manner to the first flow. Vortex dispersion of the second air stream allows for a lower percentage of air, as well as the required high combustion efficiency. In addition, the second combustion chamber is tightly mounted on the front of the air-diffusing chamber, providing a tight fit in the proposed device, which improves the convenience of assembly and disassembly of the device, as well as saving the expensive material of the second combustion chamber.

Выше для примера рассмотрены лишь предпочтительные варианты выполнения предлагаемого устройства, однако возможны различные иные модификации, дополнения и изменения в пределах объема изобретения, определяемого прилагаемой формулой изобретения. Above, for example, only preferred embodiments of the proposed device are considered, however, various other modifications, additions and changes are possible within the scope of the invention defined by the attached claims.

Claims

1. A device for vortex dispersion of an air mixture for combustion in a turbulent nozzle, comprising an air diffusing chamber surrounding a spray nozzle including a first combustion chamber and a stabilizer and swirling and scattering a first combustion air stream passing through openings in the stabilizer and a second air stream for combustion passing through the holes between the air-diffusing chamber and the stabilizer, characterized in that the first combustion chamber is made as a single unit with a stabilizer and is made and in one piece with the air-diffusing chamber, with which the second combustion chamber is tightly connected.

2. The device according to claim 1, characterized in that the scattering chamber contains a cylindrical tubular part, a connecting part that continuously extends from the tubular part, the diameter of which is smaller than the diameter of the tubular part, and which is tightly inserted into the second combustion chamber to ensure a tight fit of the scattering chamber in the second combustion chamber, and the swirling air of the plate part, continuously extending from the connecting part and having radial slots, each of which has an inclined side surface for curling the chrenia of the first flow of combustion air.

3. The device according to claim 2, characterized in that the scattering chamber further comprises a convex peripheral part having outlet openings for a second combustion air stream and continuously extending between the connecting part and the swirl plate part.

4. The device according to p. 3, characterized in that the outlet for the second stream of combustion air is located at regular intervals on the upper surface of the specified convex peripheral part.

5. The device according to p. 3, characterized in that the outlet for the second flow of combustion air is located at regular intervals on the inner surface of the specified convex peripheral part.

6. The device according to p. 3, characterized in that the outlet for the second stream of combustion air is located at regular intervals on the outer surface of the specified convex peripheral part.

7. The device according to claims 3 to 6, characterized in that the side surface of each outlet for the second flow of combustion air is inclined.

8. The device according to PP.3 to 6, characterized in that the side surface of each outlet for the second stream of combustion air is located vertically.

9. The device according to PP.3 to 6, characterized in that the outlet for the second stream of combustion air is tilted to the left by a predetermined angle.

10. The device according to PP.3 to 6, characterized in that the outlet for the second stream of combustion air is inclined to the right by a predetermined angle.