RU2258178C1

RU2258178C1 - Burner unit

Info

Publication number: RU2258178C1
Application number: RU2004113396/06A
Authority: RU
Inventors: В.Г. Бутенко (RU); В.Г. Бутенко; А.В. Благодатских (RU); А.В. Благодатских; А.И. Кононенко (RU); А.И. Кононенко
Original assignee: Благодатских Алексей Владимирович; Кононенко Александр Иванович; Бутенко Владимир Григорьевич
Priority date: 2004-05-05
Filing date: 2004-05-05
Publication date: 2005-08-10

Abstract

FIELD: heat power engineering.

SUBSTANCE: invention can be used in furnaces of different application. In proposed burner unit containing base with fitted-on fan volute housing with motor, pipe and detachable replaceable gaseous or liquid fuel adjustable feed unit, reduction of labor input at adjusting and maintenance and repair operations is provided by installing swirler in tangential branch pipe, and also perforated shell and cover forming stationary fuel-air mixture combustion chamber in shell space communicating through holes in shell with circular clearance around chamber. In process of operation of device, part of air flow swirled by branch pipe gets to swirler and to chamber, thus providing high quality mixing of fuel with air and rendering steady shape to burner flame cone lobe extended along shell, and other part of flow passes along circular clearance and gets through holes in chamber, thus providing constant make up and maintaining stable characteristics on inner flow.

EFFECT: reduced labor input at adjusting and maintenance.

6 cl, 7 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть использовано в топочных устройствах различного назначения.The invention relates to a power system and can be used in furnace devices for various purposes.

Известно горелочное устройство, содержащее цилиндрическую камеру сгорания, установленный в донной части по продольной оси камеры вертикальный парубок с множеством отверстий в своей боковой стенке, топливное сопло, установленное в боковой стенке камеры между ее донной частью и верхней кромкой патрубка, вентилятор, предназначенный для подачи внутрь патрубка воздуха с образованием закрученного потока в камере сгорания [1].A burner device is known that contains a cylindrical combustion chamber, a vertical branch pipe installed in the bottom along the longitudinal axis of the chamber with many holes in its side wall, a fuel nozzle installed in the side wall of the chamber between its bottom and the upper edge of the pipe, a fan designed to be supplied inside the air pipe with the formation of a swirling flow in the combustion chamber [1].

Устройство имеет простое конструктивное исполнение, удобно в профилактическом обслуживании и ремонте, вместе с тем, отсутствие возможности регулировки полноты сгорания газовоздушной смеси и мощности горелки снижает технические и эксплуатационные свойства устройства и не исключает повышенного содержания токсичных веществ в продуктах сгорания, загрязняющих окружающую среду.The device has a simple design, it is convenient in preventive maintenance and repair, however, the inability to adjust the completeness of combustion of the gas-air mixture and the power of the burner reduces the technical and operational properties of the device and does not exclude the increased content of toxic substances in combustion products that pollute the environment.

Известно блочное горелочное устройство, содержащее основание, закрепленный на основании съемный корпус, закрепленную на основании в направлении выдувания съемную трубу, снабженный штуцером и двигателем вентиляторной улиточный корпус, соединенный с основанием на стороне нагнетания, и узел регулируемый подачи топлива, включающий смонтированное на съемном корпусе и установленное в съемной трубе сопловое устройство со средствами подачи и регулировки газового топлива [2].It is known a block burner device comprising a base, a removable housing fixed to the base, a removable tube fixed to the base in the blowing direction, equipped with a fitting and a fan motor snub body connected to the base on the discharge side, and an adjustable fuel supply unit including mounted on a removable housing and a nozzle device installed in a removable pipe with means for supplying and adjusting gas fuel [2].

Устройство компактно в конструктивном исполнении, обладает достаточно высокими техническими и эксплуатационными качествами, удобно в профилактическом обслуживании и ремонте, вместе с тем, возможность работы только на газовом топливе снижает, как и в устройстве по [1], его функциональные свойства и качества.The device is compact in design, has a sufficiently high technical and operational qualities, convenient in preventive maintenance and repair, however, the ability to work only on gas fuel reduces, as in the device according to [1], its functional properties and qualities.

Известно блочное горелочное устройство, содержащее основание, смонтированный на нем на стороне нагнетания и снабженный штуцером и двигателем вентиляторный улиточный корпус, жестко связанную с основанием в направлении выдувания съемную сменную трубу и съемный узел регулируемой подачи топлива, который выполнен сменным в зависимости от вида сжигаемого (жидкого или газообразного) топлива [3]. Устройство по совокупности существенных признаков наиболее близко к заявляемому изобретению и принято в качестве прототипа.A block burner device is known that contains a base mounted on it on the discharge side and equipped with a fitting and an engine fan snaps, rigidly connected to the base in the direction of blowing, a removable removable pipe and a removable variable fuel supply unit, which is removable depending on the type of burned (liquid or gaseous) fuel [3]. The device on the set of essential features is closest to the claimed invention and is adopted as a prototype.

Устройство, обладая качествами, характерными для устройства по [2], имеет более широкие функциональные возможности, поскольку может попеременно работать либо на жидком, либо на газообразном топливах, вместе с тем, при переходе с одного топлива на другое заменяют не только смонтированные на основании на собственных корпусах узлы регулируемой подачи топлива, но и соответствующие им съемные сменные трубы, имеющие разные формы и размеры, что увеличивает номенклатуру используемых комплектующих, а также существенно повышает трудоемкость монтажа и пусконаладочных работ. Соответственно повышаются затраты на профилактическое обслуживание и ремонт устройства.The device, possessing the qualities characteristic of the device according to [2], has broader functional capabilities, since it can alternately work on either liquid or gaseous fuels, however, when switching from one fuel to another, not only those mounted on the base are replaced own housings are nodes of controlled fuel supply, but also their removable removable pipes having different shapes and sizes, which increases the range of components used, and also significantly increases the complexity of installation Ms and commissioning. Accordingly, the costs of preventive maintenance and repair of the device increase.

Задача изобретения состоит в создании блочного горелочного устройства с попеременным использованием узлов регулируемой подачи жидкого или газообразного топлива, высокие технические и эксплуатационные характеристики которого обеспечивались бы при минимальной номенклатуре комплектующих в его составе, а также снижении трудоемкости монтажных, пусконаладочных и ремонтно-профилактических работ в процессе эксплуатации устройства.The objective of the invention is to create a block burner device with alternate use of nodes for controlled supply of liquid or gaseous fuel, the high technical and operational characteristics of which would be ensured with a minimum range of components in its composition, as well as reducing the complexity of installation, commissioning and maintenance work during operation devices.

Задача решается тем, что блочное горелочное устройство, содержащее основание, смонтированный на нем и снабженный двигателем вентиляторный улиточный корпус, жестко связанную с основанием в направлении выдувания трубу и съемный сменный узел регулируемой подачи жидкого или газообразного топлив, установленный в указанной трубе и на основании устройства, согласно изобретению труба снабжена крышкой, перфорированной обечайкой, завихрителем и тангенциальным патрубком, связанным с выходом вентиляторного корпуса, при этом завихритель и обечайка установлены по продольной оси трубы с образованием кольцевого зазора по наружной поверхности обечайки, а патрубок установлен над завихрителем в указанном кольцевом зазоре.The problem is solved in that a block burner device containing a base mounted on it and equipped with an engine fan snubber body, rigidly connected to the base in the direction of blowing the pipe and a removable removable unit for the regulated supply of liquid or gaseous fuels installed in the specified pipe and on the base of the device, according to the invention, the pipe is provided with a cap, a perforated shell, a swirl and a tangential pipe connected to the outlet of the fan housing, while the swirl and the shell eggs are installed along the longitudinal axis of the pipe with the formation of an annular gap on the outer surface of the shell, and the pipe is installed above the swirl in the specified annular gap.

Целесообразно свободный конец трубы снабдить кольцеобразным элементом из жаропрочного металла, например вольфрама.It is advisable to provide the free end of the pipe with an annular element of heat-resistant metal, for example tungsten.

Целесообразно на наружной поверхности трубы выполнить опорный фланец, предназначенный для жесткой связи с топочным устройством.It is advisable on the outer surface of the pipe to perform a support flange designed for rigid connection with the furnace device.

Целесообразно трубу выполнить составной по длине, при этом завихритель и тангенциальный патрубок закрепить в ее задней части.It is advisable to make the pipe integral along the length, with the swirl and tangential pipe secured in its rear part.

Целесообразно при использовании газового топлива узел его регулируемой подачи выполнить содержащим топливораздающее средство в виде газового сопла со свечой для поджига топлива и сообщенный с ним через газовый топливный тракт, состоящий из трубопровода, блок регулировки подачи газа.It is advisable when using gas fuel the site of its controlled supply is made containing fuel-distributing means in the form of a gas nozzle with a candle for igniting fuel and the gas supply control unit communicated with it through the gas fuel path, consisting of a pipeline.

Целесообразно при использовании жидкого топлива узел его регулируемой подачи выполнить содержащим топливораздающее устройство в виде форсунки с электродами для поджига топлива, сообщенной через топливный тракт, состоящий из трубопровода, с топливным насосом.It is advisable when using liquid fuel the site of its controlled supply is made containing a fuel-dispensing device in the form of a nozzle with electrodes for igniting the fuel, communicated through the fuel path, consisting of a pipeline, with a fuel pump.

При использовании изобретения может быть получен технический результат, выражающийся в:When using the invention, a technical result can be obtained, expressed in:

- высококачественной подготовке и горении топливовоздушной смеси, придании факелу горелки вытянутого вдоль обечайки лепестка устойчивой формы, что обусловлено наличием тангенциального патрубка, создающего в полости трубы два спиралеобразных потока, первый, из которых внутренний протекает от завихрителя через полость обечайки, а второй - по кольцевому зазору между трубой и обечайкой, с обеспечением устойчивых характеристик внутреннего потока;- high-quality preparation and combustion of the air-fuel mixture, giving the torch torch an elongated petal along the shell, which is due to the presence of a tangential nozzle that creates two spiral-shaped flows in the pipe cavity, the first of which flows from the swirl through the cavity of the shell, and the second through the annular gap between the pipe and the shell, ensuring stable characteristics of the internal flow;

- сокращении затрат при проведении пусконаладочных и ремонтно-профилактических работ, что обусловлено использованием в устройстве одной трубы, эффективно работающей со сменными узлами регулируемой подачи как жидкого, так и газообразного топлив;- cost reduction during commissioning and repair work, which is due to the use of a single pipe in the device, which works efficiently with interchangeable variable feed units for both liquid and gaseous fuels;

- сокращении номенклатуры комплектующих в составе устройства, так как отпадет необходимость в наборе труб и съемной переходной разборной муфте.- reducing the range of components in the device, as there will be no need for a set of pipes and a removable adapter collapsible collar.

Другие преимущества заявляемого изобретения показаны в описании и чертежах, где на фиг.1 изображен общий вид устройства в плане, комплектация для газообразного топлива, на фиг.2 - то же, комплектация для жидкого топлива, на фиг.3 - труба с обечайкой и завихрителем, продольный разрез, на фиг.4 - разрез А-А на фиг.3, на фиг.5 - вид по стрелке Б на фиг.3, на фиг.6 - вид по стрелке В на фиг.2, на фиг.7 - вид по стрелке Г на фиг.1.Other advantages of the claimed invention are shown in the description and drawings, in which Fig. 1 shows a general view of the device in plan, equipment for gaseous fuel, Fig. 2 - the same equipment for liquid fuel, Fig. 3 - pipe with a shell and swirl , longitudinal section, figure 4 is a section aa in figure 3, figure 5 is a view along arrow B in figure 3, figure 6 is a view along arrow B in figure 2, figure 7 - view along arrow G in figure 1.

Блочное горелочное устройство содержит основание 1, на котором смонтированы вентиляторный улиточный корпус 2 с двигателем 3, труба 4 и съемный сменный узел регулируемой подачи топлива, который при использовании газообразного или жидкого топлива включает соответственно:The block burner device comprises a base 1 on which a fan snubber housing 2 with an engine 3 is mounted, a pipe 4 and a removable removable variable fuel supply unit, which when using gaseous or liquid fuel includes, respectively:

- узел 5 регулируемой подачи газа, состоящий из газового сопла (не показано), электромагнитного клапана 6, трубопровода 7 с газовой заслонкой 8, трубопровода 9 с дроссельной шайбой (не показано) регулировки подачи количества газа. Розжиг факела осуществляется высоковольтной искрой, подающейся на электроды 10, выполненные в виде свечи зажигания, установленной в трубе 4.- a variable gas supply unit 5, consisting of a gas nozzle (not shown), a solenoid valve 6, a pipe 7 with a gas shutter 8, a pipe 9 with a throttle washer (not shown) for adjusting the gas supply. Ignition of the torch is carried out by a high-voltage spark supplied to the electrodes 10, made in the form of a spark plug installed in the pipe 4.

- узел 11 подачи жидкого топлива состоит из форсунки (не показано) и блока электромагнитных клапанов 12, осуществляющих подачу топлива от насоса 13, прифланцованного к задней части двигателя.- the unit 11 for supplying liquid fuel consists of a nozzle (not shown) and a block of solenoid valves 12 that supply fuel from the pump 13, flanged to the rear of the engine.

При этом посадочные места и крепежные элементы узлов подачи газового и жидкого топлив взаимозаменяемые.At the same time, the seats and fasteners of the gas and liquid fuel supply units are interchangeable.

Труба 4 выполнена составной по длине, в ее задней, связанной через тангенциальный патрубок 14 с корпусом 2 части, установлен завихритель 15, а в центральной части по продольной оси закреплена перфорированная обечайка 16. В передней части трубы установлена крышка 17 с кольцеобразным элементом 18 из жаропрочного металла, например вольфрама. Полость кольцевого зазора сообщается с камерой 19 сгорания через систему ее отверстий 20.The pipe 4 is made lengthwise, in its rear, connected through a tangential pipe 14 to the body 2 of the part, a swirler 15 is installed, and a perforated shell 16 is fixed along the longitudinal axis in the front part of the pipe. A cover 17 with a ring-shaped element 18 made of heat-resistant is installed metal, for example tungsten. The annular gap cavity communicates with the combustion chamber 19 through the system of its openings 20.

Для установки на тепловой агрегат (не показано) на трубе 4 выполнен опорный фланец 21 с отверстиями под крепеж.For installation on a thermal unit (not shown), a support flange 21 with holes for fasteners is made on the pipe 4.

Блочное горелочное устройство работает следующим образом. При работе на жидком топливе в камеру сгорания устанавливают блок 12, а на основании 1 монтируют узел 11 регулируемой подачи жидкого топлива по фиг.2. При запуске двигателя 3 осуществляется подача в узел 11 жидкого топлива по топливопроводу, соединенному с насосом 13. Одновременного из вентиляторного корпуса 2, соединенного с воздухозаборником 22, в трубу 4 нагнетается воздух и с помощью электрода 10 осуществляется поджиг топливной смеси. При этом одна часть закрученного воздушного потока, поступающего на завихритель 15, поступает в камеру 19 сгорания с обеспечением высококачественного смешивания топлива с воздухом и придания факелу горелки вытянутого вдоль обечайки лепестка устойчивой формы, а другая часть этого потока протекает по заглушенному с торцов кольцевому зазору 23 и через отверстия 20 в камеру сгорания с обеспечением постоянной подпитки и поддержания устойчивых характеристик внутреннего потока.Block burner device operates as follows. When working on liquid fuel, a block 12 is installed in the combustion chamber, and on the basis of 1, a node 11 of the regulated supply of liquid fuel is mounted in FIG. 2. When the engine 3 is started, liquid fuel is supplied to the assembly 11 through a fuel pipe connected to the pump 13. At the same time, air is pumped into the pipe 4 from the fan casing 2 connected to the air intake 22 and the fuel mixture is ignited using the electrode 10. In this case, one part of the swirling air flow entering the swirler 15 enters the combustion chamber 19 to ensure high-quality mixing of fuel with air and giving the torch torch an elongated petal along the shell, and the other part of this flow flows along the annular gap muffled from the ends 23 and through the openings 20 into the combustion chamber to ensure constant recharge and maintain stable characteristics of the internal flow.

Регулировка мощности данной горелки на жидком топливе осуществляется ступенчато, т.е. подключением электромагнитных клапанов 12 подачи топлива в нужной последовательности получают несколько ступеней мощности горелки.The power control of this liquid fuel burner is carried out stepwise, i.e. by connecting the solenoid valves 12 for supplying fuel in the desired sequence, several stages of burner power are obtained.

При работе на газообразном топливе в полости обечайки устанавливают узел 5 регулируемой подачи газа. При запуске двигателя 3 осуществляется открывание электромагнитного клапана 6, подача газового топлива по трубопроводу 7, соединенному с блоком 24 регулировки подачи газа. Одновременно из вентиляторного корпуса 2, соединенного с воздухозаборником 22, в трубу 4 нагнетается воздух. С помощью свечи 10, соединенной с высоковольтной катушкой 25, осуществляется поджиг газовоздушной смеси. Процесс горения газовоздушной смеси в трубе 4 аналогичен описанному выше процессу горения смеси жидкого топлива с воздухом.When working on gaseous fuel in the cavity of the shell set site 5 adjustable gas supply. When starting the engine 3, the solenoid valve 6 is opened, gas fuel is supplied through the pipeline 7 connected to the gas supply adjustment unit 24. At the same time, air is pumped into the pipe 4 from the fan case 2 connected to the air intake 22. Using a candle 10 connected to a high voltage coil 25, the gas-air mixture is ignited. The combustion process of the gas-air mixture in the pipe 4 is similar to the above process of burning a mixture of liquid fuel with air.

Регулировка мощности данной горелки на газовом топливе осуществляется плавно, с помощью системы рычагов воздушной 27 и газовой заслонок, блока 24 регулировки подачи газа, электронного блока автоматики (не показано) в зависимости от требуемых условий.The power control of this gas-fired burner is carried out smoothly, using the air levers 27 and gas dampers, a gas supply adjustment unit 24, and an electronic automation unit (not shown) depending on the required conditions.

Контроль факела (наличие пламени) осуществляется ионизационным датчиком 26, постоянно, как и свеча 10, закрепленным на трубе 4.The control of the torch (the presence of flame) is carried out by the ionization sensor 26, constantly, like the candle 10, mounted on the pipe 4.

Заявленное устройство успешно выдержало всесторонние испытания в осенне-зимний период 2003-2004 года как на жидком, так и газообразном топливе в вариантах исполнения от портативного переносного, который используется в камере для сушки древесины, до стационарного, установленного на котле, смонтированном в системе отопления и горячего водоснабжения коттеджа общей площадью около 400 м², при этом обечайка была изготовлена из нержавеющей стали, время переналадки сократилось по сравнению с таковым на устройстве-прототипе в четыре раза, а трудоемкость ремонто-профилактических работ сократилось в два раза.The claimed device has successfully passed comprehensive tests in the autumn-winter period of 2003-2004, both on liquid and gaseous fuels, in versions from portable to portable, which is used in a wood drying chamber, to a stationary one installed on a boiler mounted in a heating system and hot water cottage total area of about 400 m ^2, the shroud was made from stainless steel, the changeover time was reduced in comparison with that of the prototype device for four times, and trudoem spine repair and preventive works halved.

Источники информацииSources of information

1. Заявка Японии №59-34248, кл. F 23 D 11/24, опубл. 21.08.1984.1. Japanese application No. 59-34248, cl. F 23 D 11/24, publ. 08/21/1984.

2. Инструкция по эксплуатации газовой горелки типа BQ200R фирмы. Bentone AB", 1997.2. Operating instructions for a gas burner type BQ200R company. Bentone AB ", 1997.

3. Патент России №2160870, кл. F 23 C 1/08, опубл. 20.12.2000 - прототип.3. Patent of Russia No. 2160870, cl. F 23 C 1/08, publ. 12/20/2000 - a prototype.

Claims

1. A block burner device containing a base mounted on it and equipped with an engine fan snubber body, rigidly connected to the base in the direction of blowing the pipe and a removable removable unit for adjustable supply of liquid or gaseous fuels installed in the pipe and on the base of the device, characterized in that the pipe is equipped with a cover, a perforated shell, a swirl and a tangential pipe connected to the outlet of the fan housing, while the swirl and the shell are installed along Aulnay axis of the pipe to form an annular gap along the outer surface of the sleeve, and the sleeve installed over the swirler in said annular gap.

2. The device according to claim 1, characterized in that the free end of the pipe is provided with an annular element of heat-resistant metal, for example, tungsten.

3. The device according to claim 1, characterized in that on the outer surface of the pipe there is a support flange designed for rigid connection with the combustion device.

4. The device according to claim 1, characterized in that the pipe is made integral along the length, while the swirl and tangential pipe are fixed in its rear part.

5. The device according to claim 1, characterized in that, when using gas fuel, the controlled fuel supply unit comprises a fuel dispensing means in the form of a gas nozzle with a candle for igniting fuel and communicated with it through the gas fuel path, consisting of a pipeline, a gas supply control unit.

6. The device according to claim 1, characterized in that, when using liquid fuel, the controlled fuel supply unit comprises a fuel dispensing device in the form of a nozzle with electrodes for igniting fuel communicated through the fuel path, consisting of a fuel line, with a fuel pump.