RU2213297C1 - Burner unit - Google Patents
Burner unitInfo
- Publication number
- RU2213297C1 RU2213297C1 RU2002126956A RU2002126956A RU2213297C1 RU 2213297 C1 RU2213297 C1 RU 2213297C1 RU 2002126956 A RU2002126956 A RU 2002126956A RU 2002126956 A RU2002126956 A RU 2002126956A RU 2213297 C1 RU2213297 C1 RU 2213297C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- combustion chamber
- furnace chamber
- capillary structure
- cylindrical
- additional
- Prior art date
Links
Landscapes
- Wick-Type Burners And Burners With Porous Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики, в частности к горелочным устройствам, и может быть использовано в автомобильной промышленности. The invention relates to the field of energy, in particular to burners, and can be used in the automotive industry.
Известна испарительная горелка встроенного отопителя автомобиля, патент DE 4003090 C1 фирмы WEBASTO [1]. Испарительная горелка работает на жидком топливе. В ее конструкции между передней стенкой опорной конструкции для корпуса с адсорбирующей поверхностью, к которому подается горючее, и корпусом с адсорбирующей поверхностью, расположен делительный диск с отверстиями, причем отверстия равномерно распределены по всей поверхности диска. Такая конструкция позволяет достичь равномерного распределения топлива на основе капиллярного эффекта между опорной конструкцией и делительным диском. Диск выполнен из стали при помощи перфорирования и имеет толщину ~0,1 мм. Known vapor burner built-in heater of the car, patent DE 4003090 C1 company WEBASTO [1]. Evaporative burner runs on liquid fuel. In its design, a dividing disk with holes is located between the front wall of the supporting structure for the housing with an absorbent surface to which fuel is supplied and the housing with an absorbent surface, the holes being evenly distributed over the entire surface of the disk. This design allows you to achieve a uniform distribution of fuel based on the capillary effect between the supporting structure and the dividing disk. The disk is made of steel by perforation and has a thickness of ~ 0.1 mm.
Однако данное устройство позволяет обеспечить равномерность распределения топлива по испарительному элементу только при одновременном выполнении двух условий. Первое - горелочное устройство ориентировано перпендикулярно поверхности земли, и второе - испарительный элемент выполнен в виде диска и топливо подается в центральную точку. However, this device allows you to ensure uniform distribution of fuel in the evaporation element only if two conditions are met simultaneously. The first - the burner device is oriented perpendicular to the surface of the earth, and the second - the evaporation element is made in the form of a disk and fuel is supplied to a central point.
Данные условия не реализуются при горизонтальной ориентации горелочных устройств и в широко распространенных устройствах с центральным вводом воздуха в топочную камеру, в которых испарительный элемент выполнен в виде кольца. These conditions are not realized in the horizontal orientation of the burner devices and in widespread devices with a central air inlet into the combustion chamber, in which the evaporation element is made in the form of a ring.
Наиболее близким техническим решением к предлагаемому изобретению, выбранным в качестве прототипа, является горелочное устройство [2], содержащее топочную камеру с цилиндрической ограничительной стенкой по периметру, с торцевой ограничительной стенкой, в которой выполнено центральное отверстие, с входящим коаксиально с осью в топочную камеру соплом подачи воздуха, на боковой поверхности которого выполнено не менее двух рядов разнесенных по высоте сопла одинаковых по количеству и симметрично размещенных продольных щелевых отверстий, формирователь вихревых потоков, расположенный между соплом подачи воздуха и испарительной капиллярной структурой, состоящей из цилиндрической и плоской частей, размещенных на внутренней поверхности топочной камеры, штуцер для установки свечи накаливания, жаровую трубу и стабилизатор пламени. Подача топлива в топочную камеру осуществляется через штуцер свечи. The closest technical solution to the proposed invention, selected as a prototype, is a burner device [2] containing a combustion chamber with a cylindrical boundary wall around the perimeter, with an end boundary wall in which a central hole is made, with a nozzle entering coaxially with the axis into the furnace chamber air supply, on the side surface of which at least two rows of nozzles spaced along the height of the same number of symmetrically placed longitudinal slotted holes are made, ormirovatel vortex flows, disposed between the air supply nozzle and the vaporization capillary structure consisting of a cylindrical and flat parts arranged on the inner surface of the combustion chamber, a nozzle for mounting the glow plug, the flame tube and the flame stabilizer. The fuel is supplied to the combustion chamber through the nozzle of the plug.
Конструкция топочной камеры горелочных устройств испарительного типа должна обеспечить выполнение двух основных функций: перевод в паровую фазу достаточного количество топлива и его полное сгорание. The design of the combustion chamber of the evaporator-type burner devices should ensure the fulfillment of two main functions: transferring a sufficient amount of fuel into the vapor phase and its complete combustion.
Максимальная, предельно достижимая мощность топочной камеры определяется ее размерами, конструкцией сопла подачи воздуха, формирующего пространственную структуру воздушных струй, количеством и скоростью закрученного в сопле потока воздуха. The maximum, maximum achievable power of the combustion chamber is determined by its size, the design of the air supply nozzle, which forms the spatial structure of the air jets, the quantity and speed of the air flow swirling in the nozzle.
Фактически же реализуемая мощность определяется количеством паров, поступающих в зону горения топочной камеры. In fact, the realized power is determined by the number of vapors entering the combustion zone of the combustion chamber.
В известных устройствах пар формируется путем испарения из пористой капиллярной структуры. Возможность формирования интенсивного потока пара обусловлена большой суммарной площадью поверхности элементов, составляющих испарительную структуру. In known devices, steam is formed by evaporation from a porous capillary structure. The possibility of forming an intense vapor stream is due to the large total surface area of the elements that make up the evaporative structure.
Жидкое топливо растекается по поверхности элементов капиллярной структуры, и процесс испарения осуществляется из жидкой пленки, образующейся на этой поверхности. Важной особенностью испарения из поверхностных пленок является отсутствие кипения. До определенного предела с увеличением количества поступающего жидкого топлива увеличивается суммарная площадь жидкой пленки на элементах капиллярной cтруктуры и, соответственно, суммарный поток пара. Liquid fuel spreads over the surface of the elements of the capillary structure, and the evaporation process is carried out from the liquid film formed on this surface. An important feature of evaporation from surface films is the absence of boiling. To a certain limit, with an increase in the amount of incoming liquid fuel, the total area of the liquid film on the elements of the capillary structure and, accordingly, the total steam flow increase.
Однако при некотором количестве жидкого топлива вся поверхность элементов капиллярной структуры оказывается покрыта пленкой, и дальнейшее увеличение жидкости приводит к заполнению объемных участков испарительного элемента. В результате вместо большой площади поверхности "утопленных" в этих объемах элементов капиллярной структуры формируется несоизмеримо меньшая площадь поверхности, заполненных жидким топливом объемных участков. Очевидно, что дальнейшее увеличение количества жидкого топлива приведет к еще большей степени заполнения объема испарительного элемента, дальнейшему уменьшению суммарной площади поверхности жидкости и соответственно уменьшению потока пара, генерируемого испарительной капиллярной структурой. К уменьшению потока пара при увеличении количества поступающего жидкого топлива приводит и неравномерность в распределении топлива по объему испарительной капиллярной структуры, возникающая при горизонтальном размещении горелочного устройства. В этом случае топливо подается в верхнюю точку капиллярной структуры, и результирующее распределение по объему капиллярной структуры определяется действием капиллярных сил, силой тяжести, вязкостью и интенсивностью испарения. В процессе работы горелочного устройства устанавливается динамическое равновесие между растекающимся и стекающим вниз жидким топливом и его испарением с поверхности элементов капиллярной структуры. В нормальном "штатном" режиме работы топливо успевает испариться до поступления к нижним точкам капиллярной структуры. Однако в ряде случаев, например при повторных запусках или внезапных отключениях, не успевшее испариться топливо скатывается вниз и заполняет объем нижней части испарительной капиллярной структуры. Причем, поскольку при этом уменьшается скорость испарения в этой области, то процесс постепенного заполнения нижней части капиллярной структуры жидкой фазой имеет тенденцию к самоускорению. В результате в нижней части топочной камеры формируется "лужа" жидкого топлива. However, with a certain amount of liquid fuel, the entire surface of the elements of the capillary structure is covered with a film, and a further increase in liquid leads to the filling of the bulk portions of the evaporation element. As a result, instead of a large surface area of the elements of the capillary structure "recessed" in these volumes, a disproportionately smaller surface area is formed of the bulk sections filled with liquid fuel. Obviously, a further increase in the amount of liquid fuel will lead to an even greater degree of filling the volume of the evaporation element, a further decrease in the total surface area of the liquid and, accordingly, a decrease in the vapor flow generated by the evaporative capillary structure. Irregularity in the distribution of fuel over the volume of the evaporative capillary structure resulting from the horizontal placement of the burner device also leads to a decrease in steam flow with an increase in the amount of incoming liquid fuel. In this case, the fuel is supplied to the upper point of the capillary structure, and the resulting distribution over the volume of the capillary structure is determined by the action of capillary forces, gravity, viscosity and evaporation rate. During the operation of the burner device, a dynamic equilibrium is established between the liquid fuel flowing and flowing down and its evaporation from the surface of the elements of the capillary structure. In the normal "normal" mode of operation, the fuel has time to evaporate before it reaches the lower points of the capillary structure. However, in some cases, for example, during repeated starts or sudden shutdowns, the fuel that has not had time to evaporate slides down and fills the volume of the lower part of the evaporative capillary structure. Moreover, since the evaporation rate in this region decreases, the process of gradually filling the lower part of the capillary structure with the liquid phase tends to self-accelerate. As a result, a puddle of liquid fuel is formed in the lower part of the combustion chamber.
При формировании участков, где жидкое топливо находится не в виде тонкой пленки, распределенной по поверхности элементов испарительной капиллярной структуры, а в виде объемного образования в форме "лужи", наряду с испарением с поверхности возникает процесс кипения. При кипении происходит разбрызгивание жидкой фазы, и в зону горения поступают жидкие капли топлива. Эти капли частично испаряются, но поскольку топочные камеры испарительных горелочных устройств имеют сравнительно малые размеры, большая часть капель выносится с общим потоком продуктов сгорания к теплообменнику и там превращается в сажистые отложения. In the formation of areas where liquid fuel is not in the form of a thin film distributed over the surface of the elements of the evaporative capillary structure, but in the form of a bulk formation in the form of a "puddle", a boiling process occurs along with evaporation from the surface. When boiling, the liquid phase is sprayed, and liquid droplets of fuel enter the combustion zone. These droplets partially evaporate, but since the combustion chambers of the evaporative burner devices are relatively small, most of the droplets are carried out with the total flow of combustion products to the heat exchanger and there they turn into soot deposits.
Эти отложения резко снижают теплообмен между горячими продуктами сгорания и циркулирующей в теплообменнике жидкостью и, соответственно, снижается теплопроизводительность отопителя, использующего данное горелочное устройство. Кроме того, поскольку капли продолжают гореть и вне зоны горения топочной камеры, то в выхлопных газах существенно повышается уровень вредных веществ, являющихся продуктами неполного сгорания. These deposits sharply reduce the heat transfer between the hot combustion products and the liquid circulating in the heat exchanger and, accordingly, the heat output of the heater using this burner device decreases. In addition, since droplets continue to burn outside the combustion zone of the combustion chamber, the level of harmful substances, which are products of incomplete combustion, significantly increases in exhaust gases.
В топочной камере в области "лужи" происходит закоксовывание участков капиллярной структуры и образование несгораемых отложений на стенках топочной камеры. In the combustion chamber in the puddle area, coking of the capillary structure and the formation of fireproof deposits on the walls of the combustion chamber occur.
Предлагаемое устройство позволяет повысить мощность горелочного устройства за счет увеличения потока пара, поступающего в зону горения, и предотвратить возможность образования "луж" в нижних участках топочной камеры. The proposed device allows to increase the power of the burner device by increasing the flow of steam entering the combustion zone, and to prevent the formation of puddles in the lower sections of the combustion chamber.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение мощности горелочного устройства. The technical result of the invention is to increase the power of the burner device.
Технический результат достигается тем, что горелочное устройство, содержащее топочную камеру с цилиндрической ограничительной стенкой по периметру, с торцевой ограничительной стенкой, в которой выполнено центральное отверстие, с входящим коаксиально с осью в топочную камеру соплом подачи воздуха, на боковой поверхности которого выполнено не менее двух рядов разнесенных по высоте сопла одинаковых по количеству и симметрично размещенных продольных щелевых отверстий, формирователь вихревых потоков, расположенный между соплом подачи воздуха и испарительной капиллярной структурой, состоящей из цилиндрической и плоской частей, размещенных на внутренней поверхности топочной камеры, штуцер для установки свечи, жаровую трубу и стабилизатор пламени, дополнительно содержит кольцевую подложку, размещенную с зазором над торцевой поверхностью топочной камеры, по внутреннему диаметру примыкающую к соплу подачи воздуха, а по внешнему - к цилиндрической поверхности топочной камеры, на подложке размещена плоская часть испарительной капиллярной структуры, причем со стороны, противоположной точке ввода топлива по линии соприкосновения с цилиндрической поверхностью топочной камеры, выполнен щелевой паз, а внутри дополнительной полости, образованной кольцевой подложкой и торцевой поверхностью топочной камеры, размещена дополнительная испарительная капиллярная структура, примыкающая к цилиндрической стенке топочной камеры, а в кольцевой подложке выполнено не менее двух симметрично размещенных относительно оси топочной камеры отверстий с вставленными в них патрубками, соединяющими дополнительную полость с зоной горения топочной камеры. The technical result is achieved in that the burner device comprising a combustion chamber with a cylindrical boundary wall around the perimeter, with an end boundary wall in which a central hole is made, with an air supply nozzle entering coaxially with the axis into the combustion chamber, at least two of which are made on the side surface rows of nozzles spaced along the height of the same number and symmetrically placed longitudinal slotted holes, a vortex flow former located between the feed nozzle in air and an evaporative capillary structure consisting of a cylindrical and flat parts located on the inner surface of the combustion chamber, a fitting for installing a candle, a heat pipe and a flame stabilizer, further comprises an annular substrate placed with a gap above the end surface of the combustion chamber, adjacent to the inner diameter the air supply nozzle, and externally to the cylindrical surface of the combustion chamber, a flat part of the evaporative capillary structure is placed on the substrate, and from the side, A slot groove is made at the opposite point of fuel entry along the line of contact with the cylindrical surface of the combustion chamber, and an additional evaporative capillary structure adjacent to the cylindrical wall of the combustion chamber is placed inside the additional cavity formed by the annular substrate and the end surface of the combustion chamber, but not in the annular substrate less than two holes symmetrically placed relative to the axis of the combustion chamber with nozzles inserted into them connecting an additional cavity with the burning of the combustion chamber.
Конструкция предлагаемого устройства представлена на чертеже. The design of the proposed device is shown in the drawing.
На чертеже (1)- цилиндрическая ограничительная стенка топочной камеры, (2) - торцевая ограничительная стенка топочной камеры, (3) - сопло подачи воздуха, (4) - испарительная капиллярная структура, (5) - формирователь вихревых потоков, (6) - штуцер для установки свечи накаливания, (7) - жаровая труба, (8) - стабилизатор пламени, (9) - кольцевая подложка, (10) - дополнительная испарительная капиллярная структура, (11) - щелевой паз в кольцевой подложке, (12) - патрубки. In the drawing (1) - cylindrical restriction wall of the combustion chamber, (2) - end boundary wall of the combustion chamber, (3) - air supply nozzle, (4) - evaporative capillary structure, (5) - vortex flow generator, (6) - fitting for installing a glow plug, (7) - flame tube, (8) - flame stabilizer, (9) - annular substrate, (10) - additional evaporative capillary structure, (11) - slotted groove in the annular substrate, (12) - branch pipes.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. В момент включения горелочного устройства в испарительную капиллярную структуру (4) подается жидкое топливо. Под действием капиллярных сил и сил тяжести жидкое топливо растекается по поверхности элементов капиллярной структуры (4). The proposed device operates as follows. When the burner is turned on, liquid fuel is supplied to the evaporative capillary structure (4). Under the action of capillary and gravity forces, liquid fuel spreads over the surface of the elements of the capillary structure (4).
На первой стадии в области, прилегающей к свече накаливания (6), происходит испарение части топлива, формирование горючей смеси и ее воспламенение на раскаленной поверхности свечи. At the first stage, in the area adjacent to the glow plug (6), a part of the fuel evaporates, a combustible mixture forms and ignites on the hot surface of the candle.
На второй стадии при образовании пламени в зоне горения происходит разогрев и испарение из пленок жидкого топлива, покрывающих элементы испарительной капиллярной структуры (4). At the second stage, during the formation of a flame in the combustion zone, heating and evaporation from the liquid fuel films covering the elements of the evaporative capillary structure occurs (4).
Уменьшение в результате испарения толщины поверхностных пленок топлива на элементах капиллярной структуры (4) приводит к возникновению интенсивных капиллярных сил, обеспечивающих "перекачку" объемной массы жидкого топлива в поверхностно распределенные пленки. В результате жидкое топливо, растекаясь по поверхности элементов капиллярной структуры, испаряется и переходит в паровую фазу. Если же количество поступающего топлива больше, чем скорость испарения, то часть топлива стекает вниз и через паз (11) в кольцевой подложке (9) поступает в дополнительную полость на дополнительную испарительную капиллярную структуру (10), размещенную на цилиндрической стенке топочной камеры(1). Высокая температура стенок топочной камеры, существенно превосходящая температуру испарения топлива, обеспечивает формирование паров топлива, заполняющих дополнительную полость. В результате возрастает давление в дополнительной полости, и через патрубки (12) пар поступает в зону горения топочной камеры. Таким образом, реализуемое в предлагаемом устройстве удаление излишков топлива через паз (11) в кольцевой подложке в дополнительную полость, последующее его испарение и вывод формирующихся паров в зону горения устраняют возможность образования и закипания "лужи" жидкого топлива и увеличивает мощность горелочного устройства за счет увеличения общего потока, поступающего в зону горения. The decrease in the thickness of the surface fuel films due to evaporation on the elements of the capillary structure (4) leads to the appearance of intense capillary forces, which ensure the "pumping" of the bulk mass of liquid fuel into surface-distributed films. As a result, liquid fuel, spreading over the surface of the elements of the capillary structure, evaporates and passes into the vapor phase. If the amount of incoming fuel is greater than the evaporation rate, then part of the fuel flows down and through the groove (11) in the annular substrate (9) enters the additional cavity to the additional evaporative capillary structure (10) located on the cylindrical wall of the combustion chamber (1) . The high temperature of the walls of the combustion chamber, significantly exceeding the temperature of evaporation of the fuel, provides the formation of fuel vapor filling the additional cavity. As a result, the pressure in the additional cavity increases, and through the nozzles (12) the steam enters the combustion zone of the combustion chamber. Thus, the removal of excess fuel implemented in the proposed device through the groove (11) in the annular substrate into an additional cavity, its subsequent evaporation and the withdrawal of the generated vapors into the combustion zone eliminate the possibility of formation and boiling of a "pool" of liquid fuel and increase the power of the burner device by increasing total flow entering the combustion zone.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ
1. Патент фирмы WEBASTO DE 4003090 C1.SOURCES OF INFORMATION
1. Patent of the company WEBASTO DE 4003090 C1.
2. Е.А. Кордит. Патент РФ 2181462 "Горелочное устройство". 2. E.A. Cordite. RF patent 2181462 "Burner device".
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002126956A RU2213297C1 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Burner unit |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2002126956A RU2213297C1 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Burner unit |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2213297C1 true RU2213297C1 (en) | 2003-09-27 |
Family
ID=29777974
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2002126956A RU2213297C1 (en) | 2002-10-10 | 2002-10-10 | Burner unit |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2213297C1 (en) |
-
2002
- 2002-10-10 RU RU2002126956A patent/RU2213297C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US20040058290A1 (en) | Self-sustaining premixed pilot burner for liquid fuels | |
| JP4029179B2 (en) | Processes and apparatus for the combustion of liquid fuels | |
| RU2656178C1 (en) | Mobile heating device with a burner device with a film evaporator | |
| RU2213297C1 (en) | Burner unit | |
| US3751210A (en) | Two-stage vaporizing fuel oil burner | |
| RU2213298C1 (en) | Burner unit | |
| JPS6179864A (en) | Engine warming up device | |
| RU2239128C1 (en) | Burner unit | |
| RU2209371C1 (en) | Burner apparatus | |
| US3764255A (en) | Vaporizing fuel oil burner | |
| RU2209373C1 (en) | Burner apparatus | |
| JPH07158875A (en) | Gas hot-water supplier | |
| RU81787U1 (en) | EVAPORATOR TYPE BURNER FOR HEATER | |
| JPS632729Y2 (en) | ||
| JP2860282B2 (en) | Liquid combustion burner | |
| JP3049970B2 (en) | Liquid fuel combustion device | |
| RU2000128735A (en) | BURNER FOR LIQUID FUEL COMBUSTION DEVICES | |
| RU2206829C1 (en) | Burner unit | |
| RU2342595C1 (en) | Burner device | |
| RU2358197C1 (en) | Burner device | |
| RU2209372C1 (en) | Burner apparatus | |
| KR960008400Y1 (en) | Oil burner | |
| JPH0942615A (en) | Burner device | |
| KR101003291B1 (en) | A heating apparatus for adhering to a wall | |
| RU2008560C1 (en) | Evaporative burner |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111011 |