RU2147709C1 - Газоинжекторное сопло - Google Patents
Газоинжекторное сопло Download PDFInfo
- Publication number
- RU2147709C1 RU2147709C1 RU95108863/06A RU95108863A RU2147709C1 RU 2147709 C1 RU2147709 C1 RU 2147709C1 RU 95108863/06 A RU95108863/06 A RU 95108863/06A RU 95108863 A RU95108863 A RU 95108863A RU 2147709 C1 RU2147709 C1 RU 2147709C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- outlet
- nozzle
- wall
- gas injection
- nozzle according
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/20—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone
- F23D14/22—Non-premix gas burners, i.e. in which gaseous fuel is mixed with combustion air on arrival at the combustion zone with separate air and gas feed ducts, e.g. with ducts running parallel or crossing each other
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B05—SPRAYING OR ATOMISING IN GENERAL; APPLYING FLUENT MATERIALS TO SURFACES, IN GENERAL
- B05B—SPRAYING APPARATUS; ATOMISING APPARATUS; NOZZLES
- B05B1/00—Nozzles, spray heads or other outlets, with or without auxiliary devices such as valves, heating means
- B05B1/005—Nozzles or other outlets specially adapted for discharging one or more gases
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Nozzles (AREA)
- Gas Burners (AREA)
- Percussion Or Vibration Massage (AREA)
- Gas Separation By Absorption (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)
- Exhaust Gas After Treatment (AREA)
- Pre-Mixing And Non-Premixing Gas Burner (AREA)
Abstract
Изобретение относится к газоинжекторному соплу, в частности, к инжекторному соплу, предназначенному для подачи окислителя в горелке. Газоинжекторное сопло содержит выпускную камеру со стенкой и выпускное отверстие на выпускном конце выпускной камеры, причем стенка в направлении выпускного конца выполнена изогнутой по кривой линии, стенка выполнена с цилиндрической внутренней поверхностью и наружной поверхностью, концентрично обхватывающей внутреннюю поверхность, причем наружная поверхность выполнена изогнутой по непрерывно кривой линии у выпускного конца на участке l и на выпускном отверстии с образованием острой кромки сходится с внутренней поверхностью, причем изогнутый участок l имеет радиус кривизны R согласно уравнению: , причем l имеет указанное значение, t - максимальное горизонтальное расстояние между внутренней и наружной поверхностями, α - угол кромки на выпускном конце вокруг выпускного отверстия. Изобретение позволяет обеспечить надежность функционирования газоинжекторного сопла путем совершенствования конструкции сопла. 8 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к газоинжекторному соплу, в частности к инжекторному соплу, предназначенному для подачи окислителя к горелке.
Сопла такого типа используют в промышленных горелках, работающих на газе, и нагревателях в технологических процессах, где требуется стабильное пламя с высокой интенсивностью сгорания. Известные горелки содержат инжекторную трубку для подвода топлива и сопло для подачи окислителя. Интенсивное смешивание топлива и окислителя в зоне сгорания обеспечивается за счет инъекции окислителя через сопло, установленное у передней части горелки. Таким образом, поток окислителя поступает с высокой скоростью, что приводит к высокой степени внутренней и наружной рециркуляции продуктов сгорания и в результате этого к высокой интенсивности сгорания.
Общеизвестные газоинжекторные сопла включают выпускную камеру со стенкой и выпускное отверстие на выпускном конце выпускной камеры.
В частности известно газоинжекторное сопло, содержащее выпускную камеру со стенкой и выпускное отверстие на выпускном конце выпускной камеры, причем стенка в направлении выпускного конца выполнена изогнутой по кривой линии (см. Lueger Lexikon der Technik, издательство Deutsche Verlags-Anstalt Stuttgart, 4-е издание, том 6, стр. 411, рис. 7).
При высокой скорости подачи газа, требуемой в промышленных процессах, передний конец сопла подвергается перегреву из-за высокой интенсивности сгорания вблизи переднего конца сопла. При этом горячие продукты сгорания текут обратно в направлении переднего конца сопла, что приводит к быстрому нагреванию при высокой температуре и в конечном счете к разрушению переднего конца сопла.
Недостаток известного сопла заключается в том, что имеется опасность его неэффективного функционирования из-за разрушения его переднего конца.
Задача изобретения заключается в обеспечении надежного функционирования газоинжекторного сопла путем совершенствования конструкции сопла.
Поставленная задача решается в предлагаемом газоинжекторном сопле, содержащем выпускную камеру со стенкой и выпускное отверстие на выпускном конце выпускной камеры, причем стенка в направлении выпускного конца выполнена изогнутой по кривой линии, за счет того, что стенка выполнена с цилиндрической внутренней поверхностью и наружной поверхностью, концентрично обхватывающей внутреннюю поверхность, причем наружная поверхность выполнена изогнутой по непрерывно кривой линии у выпускного конца на участке 1 и на выпускном отверстии с образованием острой кромки сходится с внутренней поверхностью, причем изогнутый участок l имеет радиус кривизны R согласно уравнению
причем l имеет вышеуказанное значение,
t - максимальное горизонтальное расстояние между внутренней и наружной поверхностями,
α - угол кромки на выпускном конце вокруг выпускного отверстия.
причем l имеет вышеуказанное значение,
t - максимальное горизонтальное расстояние между внутренней и наружной поверхностями,
α - угол кромки на выпускном конце вокруг выпускного отверстия.
Улучшенная конструкция согласно изобретению основана на осознании того, что стабильное пламя с высокой интенсивностью сгорания на безопасном расстоянии от переднего конца сопла получается в результате снабжения сопла наружной поверхностью, выполненной изогнутой по непрерывно кривой линии с оптимальным радиусом кривизны, сужающимся в направлении выпускного конца сопла. В рамках настоящего изобретения было найдено, что оптимальным радиусом кривизны R является именно радиус, определяемый вышеприведенным уравнением. С помощью выбора такого радиуса кривизны надежно предотвращается обратный поток продуктов сгорания к переднему концу сопла, благодаря чему устраняется опасность разрушения сопла.
Температура у выпускного сопла далее значительно снижается при выполнении переднего конца сопла с острой кромкой, то есть с минимальным углом α. Предпочтительно угол α передней кромки составляет 7 - 20o, в частности 12 - 18o. Это способствует снижению нагревания и повышению механической устойчивости переднего конца сопла.
Длина участка l составляет предпочтительно 1,5 - 5-кратное, в частности 2 - 3-кратное внутреннего диаметра выпускной камеры. При таком соотношении длины участка l и внутреннего диаметра выпускной камеры интенсивность смешивания окислителя с топливом является очень низкой вокруг переднего конца сопла, что приводит к сниженному сгоранию, или даже к отсутствию сгорания в непосредственной близости сопла. При этом окислитель выпускается с высокой скорость. То есть, смешивание топлива с окислителем и сгорание происходит в зоне сгорания на расстоянии от переднего конца сопла.
Внутренний диаметр выпускной камеры сопла предпочтительно составляет 0,010 - 0,050 м, в частности 0,025 - 0,028 м. Расстояние t между внутренней и наружной поверхностями, то есть максимальная толщина стенки сопла, при этом составляет предпочтительно 0,002 - 0,008 м, в частности 0,003 - 0,006 м.
Изобретение поясняется приложенным чертежом, представляющим собой частичный разрез газоинжекторного сопла согласно одной форме выполнения.
На чертеже показано газоинжекторное сопло 1 в частичном разрезе. Сопло 1 содержит выпускную камеру 2, окруженную стенкой с цилиндрической внутренней поверхностью 3. Наружная поверхность 4 концентрично обхватывает выпускную камеру 2 на максимальном расстоянии, соответствующем общей толщине t стенки сопла.
Наружная поверхность 4 выполнена непрерывно сужающейся до выпускного отверстия 5, причем ее изогнутый участок l имеет радиус кривизны R. Наружная поверхность 4 сходится с внутренней поверхностью 3 у выпускного отверстия 3, образуя острую кромку вокруг отверстия с углом α.
Предлагаемое газоинжекторное сопло работает следующим образом. Газообразное топливо, например природный газ, подают по направлению стрелки A со скоростью, например, 10 - 15 м/с, причем окислитель, например, воздух, подают по направлению стрелки Б со значительно более высокой скоростью, составляющей, например, 50 м/с. При этом применяют газоинжекторное сопло, длина участка l которого составляет 44,5 мм, толщина стенки выпускной камеры - 8 мм, и угол α кромки на выпускном конце вокруг выпускного отверстия - 15o. Радиус кривизны R при этом составляет 117,4 мм. При объединении потока топлива с потоком окислителя топливо сжигается. Однако, при предлагаемой конфигурации сопла надежно предотвращен обратный поток горячих продуктов сгорания к соплу, благодаря чему повреждение его переднего конца снижено до минимума, и обеспечено надежное функционирование сопла.
Claims (9)
1. Газоинжекторное сопло, содержащее выпускную камеру со стенкой и выпускное отверстие на выпускном конце выпускной камеры, причем стенка в направлении выпускного конца выполнена изогнутой по кривой линии, отличающееся тем, что стенка выполнена с цилиндрической внутренней поверхностью и наружной поверхностью, концентрично обхватывающей внутреннюю поверхность, причем наружная поверхность выполнена изогнутой по непрерывно кривой линии у выпускного конца на участке l и на выпускном отверстии с образованием острой кромки сходится с внутренней поверхностью, причем изогнутый участок l имеет радиус кривизны R согласно уравнению
причем l имеет указанное значение;
t - максимальное горизонтальное расстояние между внутренней и наружной поверхностями;
α - угол кромки на выпускном конце вокруг выпускного отверстия.
причем l имеет указанное значение;
t - максимальное горизонтальное расстояние между внутренней и наружной поверхностями;
α - угол кромки на выпускном конце вокруг выпускного отверстия.
2. Газоинжекторное сопло по п.1, отличающееся тем, что угол α передней кромки составляет 7 - 20o.
3. Газоинжекторное сопло по п.1, отличающееся тем, что угол α передней кромки составляет 12 - 18o.
4. Газоинжекторное сопло по п.1, отличающееся тем, что длина участка l составляет 1,5 - 5-кратное внутреннего диаметра выпускной камеры.
5. Газоинжекторное сопло по п.1, отличающееся тем, что длина участка l составляет 2 - 3-кратное внутреннего диаметра выпускной камеры.
6. Газоинжекторное сопло по п.1, отличающееся тем, что внутренний диаметр выпускной камеры составляет 0,010 - 0,050 м.
7. Газоинжекторное сопло по п.1, отличающееся тем, что внутренний диаметр выпускной камеры составляет 0,025 - 0,028 м.
8. Газоинжекторное сопло по п.1, отличающееся тем, что расстояние t между внутренней и наружной поверхностями ее стенки составляет 0,002 - 0,008 м.
9. Газоинжекторное сопло по п.1, отличающееся тем, что расстояние t между внутренней и наружной поверхностями составляет 0,003 - 0,006 м.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US08/252,267 US5390857A (en) | 1994-06-01 | 1994-06-01 | Gas injector nozzle |
US252267 | 1994-06-01 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU95108863A RU95108863A (ru) | 1997-04-20 |
RU2147709C1 true RU2147709C1 (ru) | 2000-04-20 |
Family
ID=22955287
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU95108863/06A RU2147709C1 (ru) | 1994-06-01 | 1995-06-01 | Газоинжекторное сопло |
Country Status (15)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5390857A (ru) |
EP (1) | EP0685685B1 (ru) |
JP (1) | JP3672356B2 (ru) |
AT (1) | ATE182666T1 (ru) |
AU (1) | AU688882B2 (ru) |
CA (1) | CA2150607C (ru) |
CZ (1) | CZ287336B6 (ru) |
DE (1) | DE69511005T2 (ru) |
DK (1) | DK0685685T3 (ru) |
ES (1) | ES2135618T3 (ru) |
NO (1) | NO302560B1 (ru) |
NZ (1) | NZ272091A (ru) |
PL (1) | PL308853A1 (ru) |
RU (1) | RU2147709C1 (ru) |
UA (1) | UA27945C2 (ru) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
AU2008200617B2 (en) * | 2004-08-16 | 2009-04-30 | Air Products And Chemicals, Inc. | Burner and method for combusting fuels |
US7390189B2 (en) * | 2004-08-16 | 2008-06-24 | Air Products And Chemicals, Inc. | Burner and method for combusting fuels |
PL2811228T3 (pl) | 2013-06-07 | 2020-01-31 | Haldor Topsøe A/S | Palnik |
CN107990315B (zh) * | 2017-11-24 | 2024-01-05 | 北京拓首能源科技股份有限公司 | 一种工艺加热炉燃烧器用中心点火低氮排放燃料枪 |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US361161A (en) * | 1887-04-12 | Walter marsh jackson | ||
US1028166A (en) * | 1911-03-04 | 1912-06-04 | Davis Bournonville Acetylene Dev Company | Welding or cutting apparatus. |
US1947755A (en) * | 1929-04-06 | 1934-02-20 | Linde Air Prod Co | Multiple flame welding nozzle |
DE698406C (de) * | 1932-10-15 | 1940-11-08 | Jaroslav Lorch | Schweissbrennerspitzen-Befestigung |
US2772729A (en) * | 1951-05-03 | 1956-12-04 | Hydrocarbon Research Inc | Apparatus for combustion of hydrocarbons |
US3487828A (en) * | 1967-03-06 | 1970-01-06 | A J Armstrong Co Inc | Spray nozzle |
US4813611A (en) * | 1987-12-15 | 1989-03-21 | Frank Fontana | Compressed air nozzle |
DK168460B1 (da) * | 1991-12-06 | 1994-03-28 | Topsoe Haldor As | Hvirvelbrænder |
-
1994
- 1994-06-01 US US08/252,267 patent/US5390857A/en not_active Expired - Lifetime
-
1995
- 1995-04-11 AT AT95105412T patent/ATE182666T1/de active
- 1995-04-11 ES ES95105412T patent/ES2135618T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1995-04-11 DK DK95105412T patent/DK0685685T3/da active
- 1995-04-11 DE DE69511005T patent/DE69511005T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1995-04-11 EP EP95105412A patent/EP0685685B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-05-04 NO NO951735A patent/NO302560B1/no not_active IP Right Cessation
- 1995-05-09 NZ NZ272091A patent/NZ272091A/en not_active IP Right Cessation
- 1995-05-29 JP JP13070095A patent/JP3672356B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1995-05-30 AU AU20373/95A patent/AU688882B2/en not_active Expired
- 1995-05-31 CA CA002150607A patent/CA2150607C/en not_active Expired - Lifetime
- 1995-05-31 CZ CZ19951409A patent/CZ287336B6/cs not_active IP Right Cessation
- 1995-05-31 UA UA95058462A patent/UA27945C2/ru unknown
- 1995-05-31 PL PL95308853A patent/PL308853A1/xx unknown
- 1995-06-01 RU RU95108863/06A patent/RU2147709C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Lueger Lexikon der Technik, изд. Deutsche Verlags - Anstalt Stuttgart, 4-е издание, т.6, с.411, р.7. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
NO302560B1 (no) | 1998-03-23 |
CA2150607A1 (en) | 1995-12-02 |
NO951735L (no) | 1995-12-04 |
DK0685685T3 (da) | 2000-02-07 |
RU95108863A (ru) | 1997-04-20 |
ATE182666T1 (de) | 1999-08-15 |
US5390857A (en) | 1995-02-21 |
UA27945C2 (ru) | 2000-10-16 |
CA2150607C (en) | 2000-03-28 |
DE69511005T2 (de) | 1999-11-18 |
AU688882B2 (en) | 1998-03-19 |
NZ272091A (en) | 1997-03-24 |
CZ287336B6 (en) | 2000-10-11 |
PL308853A1 (en) | 1995-12-11 |
EP0685685A3 (en) | 1996-05-29 |
JPH0852384A (ja) | 1996-02-27 |
CZ140995A3 (en) | 1995-12-13 |
EP0685685B1 (en) | 1999-07-28 |
DE69511005D1 (de) | 1999-09-02 |
ES2135618T3 (es) | 1999-11-01 |
NO951735D0 (no) | 1995-05-04 |
EP0685685A2 (en) | 1995-12-06 |
AU2037395A (en) | 1995-12-07 |
JP3672356B2 (ja) | 2005-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US4416620A (en) | Larger capacity Vortex burner | |
US4673350A (en) | Burner assembly for radiant tube heating system | |
US4487573A (en) | Burner | |
EP0141594A3 (en) | Heating apparatus | |
NZ245336A (en) | Swirling flow gas burner for use in a combustion reactor; concentric air and fuel injectors shaped to minimise heating of nozzle | |
MY141577A (en) | Premixing burner arrangement for operating a burner chamber and method for operating a burner chamber | |
RU2308645C2 (ru) | Вихревая горелка | |
US5472339A (en) | NOx reduction device | |
CA3009668C (en) | Low nox burner apparatus and method | |
RU2147709C1 (ru) | Газоинжекторное сопло | |
US3737281A (en) | Fuel mixing shroud for heating torches | |
CN112368513A (zh) | 低NOx燃烧器和流动动量增强装置 | |
US1051069A (en) | Oil-burner tip. | |
GB1563630A (en) | Injecting air into oil burning furnaces | |
RU2192584C1 (ru) | Газовая горелка | |
EP0884528A2 (en) | Combustion head for gas burners | |
US771769A (en) | Liquid-fuel burner. | |
EP2527736A2 (en) | Gas burners | |
CA1082093A (en) | Method and apparatus for burning fuel oil by the utilization of high temperature water vapor | |
RU192541U1 (ru) | Инжекционный смеситель горелки | |
US614194A (en) | Oil-burner | |
RU2013693C1 (ru) | Горелка | |
SU373487A1 (ru) | Газомазутная горелка | |
RU2036383C1 (ru) | Горелочное устройство | |
US1801426A (en) | Furnace burner |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20040602 |