RU2349837C1 - Chambered swirling type furnace - Google Patents
Chambered swirling type furnace Download PDFInfo
- Publication number
- RU2349837C1 RU2349837C1 RU2007139610/06A RU2007139610A RU2349837C1 RU 2349837 C1 RU2349837 C1 RU 2349837C1 RU 2007139610/06 A RU2007139610/06 A RU 2007139610/06A RU 2007139610 A RU2007139610 A RU 2007139610A RU 2349837 C1 RU2349837 C1 RU 2349837C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- evaporator
- chamber
- combustion chamber
- fuel
- air
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Wick-Type Burners And Burners With Porous Materials (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области энергетики, в частности к топкам для сжигания жидкого топлива, и может быть использовано в различных отопительных устройствах, в том числе транспортных средствах.The invention relates to the field of energy, in particular to furnaces for burning liquid fuel, and can be used in various heating devices, including vehicles.
Известно горелочное устройство, содержащее топочную камеру, ограниченную цилиндрической стенкой с двумя рядами симметрично расположенных в ней по периметру щелевых отверстий и торцовой стенкой, в которой выполнено центральное отверстие с входящим коаксиально топочной камере соплом подачи воздуха, завихритель потока воздуха, испарительная капиллярная структура, размещенная как на цилиндрической, так и на торцовой стенках топочной камеры, формирователь вихревых потоков, расположенный между соплом и испарительной капиллярной структурой, штуцер для установки свечи, жаровая труба и стабилизатор пламени (патент RU на изобретение №2200904 С1. Горелочное устройство. - МПК7 F23D 5/06. - 20.03.2003). Недостатком известного устройства является ограничение по скорости смешения топливно-воздушной смеси, что снижает эффективность использования горелочного устройства.A burner device is known that contains a combustion chamber bounded by a cylindrical wall with two rows of slotted holes symmetrically located in it along the perimeter and an end wall in which a central hole is made with an air supply nozzle entering coaxially to the combustion chamber, an air flow swirl, and an evaporative capillary structure arranged as on the cylindrical and on the end walls of the combustion chamber, a vortex flow former located between the nozzle and the evaporative capillary structure oh, for fitting the spark, the flame tube and the flame stabilizer (RU patent for invention №2200904 C1 Burner device -.. MPK7 F23D 5/06 -. 20.03.2003). A disadvantage of the known device is the speed limit for mixing the fuel-air mixture, which reduces the efficiency of use of the burner device.
Известно горелочное устройство, содержащее камеру сгорания, установленную в корпусе с образованием охватывающего ее кольцевого канала с закрытым выходным торцом и сообщенного с системой подвода воздуха, на входе которой установлен испарительный элемент, сообщенный с каналом подвода топлива, запальный элемент. Камера сгорания имеет, по меньшей мере, два ряда отверстий для подвода в нее воздуха, расположенных на ее боковой поверхности, первый ряд отверстий из которых расположен вблизи испарительного элемента и выполнены тангенциальными, а последний - вблизи выходного отверстия камеры сгорания, за которой установлена камера дожигания с внезапным расширением (патент RU на полезную модель №62211 U1. Горелочное устройство. - МПК7 F23D 5/00. - 2007.03.27). Недостатком известного технического решения является неполное сгорание топлива, что требует дополнительной камеры дожигания.A burner device is known that contains a combustion chamber installed in the housing with the formation of an annular channel enveloping it with a closed outlet end and in communication with an air supply system, at the inlet of which an evaporation element is installed, in communication with the fuel supply channel, and an ignition element. The combustion chamber has at least two rows of holes for supplying air to it located on its lateral surface, the first row of holes of which are located near the evaporation element and are tangential, and the last is near the outlet of the combustion chamber, behind which the afterburner is installed with sudden expansion (RU patent for utility model No. 62211 U1. Burner device. - MPK7 F23D 5/00. - 2007.03.27). A disadvantage of the known technical solution is the incomplete combustion of fuel, which requires an additional afterburner.
Наиболее близким аналогом по технической сущности к заявляемому изобретению является горелочное устройство, содержащее корпус, размещенные в нем камеру сжигания топливно-воздушной смеси с плоским испарителем топлива и форкамеру воспламенения с электрическим запальником, сопряженные между собой внутренней торцовой стенкой с отверстием для установки корпуса форкамеры и образующие с корпусом охватывающий их кольцевой коллектор, ограниченный передней и задней торцовыми стенками корпуса и сообщающийся с одной стороны с системой подвода воздуха через патрубок, а с другой - с камерой сжигания через трубки, тангенциально установленные по периметру внутренней стенки коллектора, по крайней мере, в один ряд, выступающие одним концом в камеру сжигания, и с форкамерой, по меньшей мере, через одно дозировочное отверстие в стенке форкамеры. Испаритель расположен на поверхности торцовой стенки, сопряженной с трубопроводом системы подвода жидкого топлива к испарителю, выполненному из жаропрочного пористого материала с капиллярной структурой, перекрывающему выходное отверстие трубопровода подачи жидкого топлива и отделяющему форкамеру от камеры сжигания, сообщающихся между собой через окно, выполненное в испарителе напротив запальника, закрепленного на задней торцовой стенке корпуса. Перед испарителем с воздушным зазором концентрично окну закреплен плоский экран отражения тепловой энергии, излучаемой из камеры сжигания, закрывающий поверхность испарителя на площади поперечного сечения форкамеры (патент RU на полезную модель №48619 U1. Горелочное устройство. - МПК7 F23D 5/00. - 2007.03.27). Данное устройство принято за прототип.The closest analogue in technical essence to the claimed invention is a burner device comprising a housing, a combustor-air mixture combustion chamber with a flat fuel evaporator and an ignition chamber with an electric igniter placed therein, interfaced with an internal end wall with an opening for installing the chamber chamber and forming with the housing, an annular collector enclosing them, bounded by the front and rear end walls of the housing and communicating on one side with the supply system and air through the nozzle, and on the other hand, with the combustion chamber through tubes tangentially installed along the perimeter of the inner wall of the manifold, at least in one row, protruding at one end into the combustion chamber, and with a prechamber through at least one metering hole in the wall of the prechamber. The evaporator is located on the surface of the end wall associated with the pipeline of the liquid fuel supply system to the evaporator made of heat-resistant porous material with a capillary structure that overlaps the outlet of the liquid fuel supply pipe and separates the prechamber from the combustion chamber communicating with each other through a window made in the opposite direction of the evaporator igniter mounted on the rear end wall of the housing. In front of the evaporator with an air gap, a flat screen is fixed to the window reflecting the thermal energy emitted from the combustion chamber, covering the surface of the evaporator on the cross-sectional area of the prechamber (RU patent for utility model No. 48619 U1. Burner device. - MPK7 F23D 5/00. - 2007.03. 27). This device is taken as a prototype.
Недостатком известного устройства, принятого за прототип, является неполное сгорание топлива, что приводит к выбросу в атмосферу газов с большим содержанием токсичных веществ.A disadvantage of the known device adopted for the prototype is the incomplete combustion of fuel, which leads to the release into the atmosphere of gases with a high content of toxic substances.
Основной задачей, на решение которой направлено заявляемое техническое решение, является повышение полноты сгорания топлива путем интенсификации сжигания образующейся топливно-воздушной смеси.The main task, to the solution of which the claimed technical solution is directed, is to increase the completeness of fuel combustion by intensifying the combustion of the resulting air-fuel mixture.
Техническим результатом, достигаемым при осуществлении заявляемого технического решения, является повышение эффективности сжигания топлива за счет улучшения качества образования топливно-воздушной смеси, обеспечивающей интенсивность горения и снижение содержания токсичных веществ в газах, выбрасываемых в атмосферу.The technical result achieved by the implementation of the proposed technical solution is to increase the efficiency of fuel combustion by improving the quality of formation of the fuel-air mixture, which ensures the intensity of combustion and reduces the content of toxic substances in gases released into the atmosphere.
Указанный технический результат достигается тем, что в известной камерной вихревой топке, содержащей корпус топки, размещенные в нем камеру сжигания топливно-воздушной смеси с плоским испарителем топлива и форкамеру воспламенения с электрическим запальником, сопряженные между собой внутренней торцовой стенкой с отверстием для установки корпуса форкамеры и образующие с корпусом топки охватывающий их кольцевой коллектор, ограниченный передней и задней торцовыми стенками корпуса топки и сообщающийся с одной стороны с системой подвода воздуха через патрубок, соединенный с корпусом топки, а с другой - с камерой сжигания через трубки, тангенциально установленные по периметру внутренней стенки коллектора, по крайней мере, в один ряд, выступающие одним концом в камеру сжигания, и с форкамерой, по меньшей мере, через одно дозировочное отверстие в корпусе форкамеры, а испаритель расположен на поверхности внутренней торцовой стенки, сопряженной с трубопроводом системы подвода жидкого топлива к испарителю, выполненному из жаропрочного пористого материала с капиллярной структурой, перекрывающему выходное отверстие трубопровода подачи жидкого топлива и отделяющему форкамеру от камеры сжигания, сообщающихся между собой через окно, выполненное в испарителе напротив запальника, закрепленного на задней торцовой стенке корпуса, а перед испарителем с воздушным зазором концентрично окну закреплен плоский экран отражения тепловой энергии, излучаемой из камеры сжигания, закрывающий поверхность испарителя на площади поперечного сечения форкамеры, согласно предложенному техническому решениюThe specified technical result is achieved by the fact that in the known chamber vortex furnace containing the furnace body, the combustion chamber of the fuel-air mixture with a flat fuel evaporator and the ignition pre-chamber with an electric igniter are placed therein, interconnected by an internal end wall with an opening for installing the pre-chamber housing and forming an annular collector enclosing them with the furnace body, bounded by the front and rear end walls of the furnace body and communicating on one side with the supply system air through a pipe connected to the furnace body and, on the other hand, to the combustion chamber through tubes tangentially mounted along the perimeter of the inner wall of the manifold, at least in one row, protruding at one end into the combustion chamber, and with a prechamber, at least through a single metering hole in the prechamber housing, and the evaporator is located on the surface of the inner end wall associated with the pipeline of the liquid fuel supply system to the evaporator made of heat-resistant porous material with a capillary structure a swarm that overlaps the outlet of the liquid fuel supply pipe and separates the prechamber from the combustion chamber, communicating with each other through a window made in the evaporator opposite the igniter mounted on the rear end wall of the casing, and a flat screen of reflection of thermal energy is fixed concentrically to the window in front of the evaporator with an air gap, emitted from the combustion chamber, covering the surface of the evaporator on the cross-sectional area of the prechamber, according to the proposed technical solution
- передняя торцовая стенка корпуса, ограничивающая коллектор, выполнена с выступающим в камеру сжигания бортом, образующим выпускное отверстие топки с внезапным сужением камеры сжигания, а тангенциально установленные трубки выступают в камеру сжигания кромкой торца на длине короткой образующей цилиндра трубки, по крайней мере, на уровне борта выпускного отверстия, при этом в экране отражения излучаемой тепловой энергии выполнено отверстие, соосное окну в испарителе;- the front end wall of the housing, restricting the collector, is made with a side protruding into the combustion chamber, forming a furnace outlet with a sudden narrowing of the combustion chamber, and tangentially installed tubes protrude into the combustion chamber with the end edge along the length of the short tube forming cylinder, at least at the level the sides of the outlet, while in the reflection screen of the radiated heat energy, a hole is made coaxial to the window in the evaporator;
- тангенциально установленные трубки другим концом установлены заподлицо с наружной стороной камеры сжигания, а патрубок соединения коллектора с системой подвода воздуха расположен по касательной к стенке корпуса, обеспечивающей закрутку воздуха по кольцевому коллектору в направлении завихрения топливно-воздушной смеси в камере сжигания;- tangentially installed tubes at the other end are flush with the outside of the combustion chamber, and the manifold connection pipe to the air supply system is located tangentially to the housing wall, providing air swirling along the annular manifold in the direction of swirling of the fuel-air mixture in the combustion chamber;
- отверстие в экране отражения излучаемой тепловой энергии имеет форму сопла Лаваля, направленного в сторону выпускного отверстия топки;- the hole in the reflection screen of the radiated thermal energy has the shape of a Laval nozzle directed towards the outlet of the furnace;
- по внутреннему периметру форкамеры со стороны торца, примыкающего к испарителю, выполнено дренажное углубление, например, в виде фаски;- along the inner perimeter of the prechamber from the end face adjacent to the evaporator, a drainage recess is made, for example, in the form of a chamfer;
- система подвода топлива к испарителю снабжена, например, плунжерным насосом нагнетания жидкого топлива;- the fuel supply system to the evaporator is equipped, for example, with a plunger pump for injecting liquid fuel;
- система принудительного подвода воздуха снабжена устройством нагнетания воздуха, например вентилятором.- the forced air supply system is equipped with an air injection device, for example a fan.
Приведенный заявителем анализ уровня техники позволил установить, что аналоги, характеризующиеся совокупностями признаков, тождественными всем признакам заявленной камерной вихревой топки, отсутствуют. Следовательно, заявленное техническое решение соответствует условию патентоспособности «новизна».The analysis of the prior art cited by the applicant made it possible to establish that there are no analogues that are characterized by sets of features identical to all the features of the claimed chamber vortex furnace. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "novelty."
Результаты поиска известных решений в данной области техники с целью выявления признаков, совпадающих с отличительными от прототипа признаками заявляемого технического решения, показали, что они не следуют явным образом из уровня техники. Из определенного заявителем уровня техники не выявлена известность влияния предусматриваемых существенными признаками из заявляемого технического решения преобразований на достижение указанного технического результата. Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию патентоспособности «изобретательский уровень».The search results for known solutions in the art in order to identify features that match the distinctive features of the prototype of the features of the claimed technical solution have shown that they do not follow explicitly from the prior art. From the prior art determined by the applicant, the influence of the transformations provided for by the essential features of the claimed technical solution on the achievement of the specified technical result has not been revealed. Therefore, the claimed technical solution meets the condition of patentability "inventive step".
На фиг.1 показана схема камерной вихревой топки, продольный разрез; на фиг.2 - то же, разрез А-А на фиг.1; на фиг.3 - то же, разрез Б-Б на фиг.1.Figure 1 shows a diagram of a chamber vortex furnace, a longitudinal section; figure 2 is the same, a section aa in figure 1; figure 3 is the same, a section bB in figure 1.
Камерная вихревая топка содержит корпус 1, размещенные в нем камеру 2 сжигания топливно-воздушной смеси с плоским испарителем 3 жидкого топлива и форкамеру 4 воспламенения с электрическим запальником 5, сопряженные между собой внутренней торцовой стенкой 6 с отверстием для установки корпуса 7 форкамеры 4, образующие с корпусом 1 охватывающий их кольцевой коллектор 8, ограниченный передней 9 и задней 10 торцовыми стенками корпуса 1, сообщающийся с одной стороны с системой подвода воздуха через патрубок 11, а с другой - с камерой 2 сжигания через трубки 12, тангенциально установленные по периметру внутренней стенки 13 коллектора 8, по крайней мере, в один ряд, и с форкамерой 4, по меньшей мере, через одно дозировочное отверстие 14 в корпусе 7 форкамеры 4 (фиг.1). Испаритель 3 расположен на внутренней торцовой стенке 6, сопряженной с трубопроводом 15 системы подвода жидкого топлива к испарителю 3, выполненному из жаропрочного пористого материала с капиллярной структурой, перекрывающему выходное отверстие трубопровода 15 подачи жидкого топлива и отделяющему форкамеру 4 от камеры 2 сжигания, последняя сообщается с форкамерой 4 через окно 16 в испарителе 3 напротив запальника 5, закрепленного на задней торцовой стенке 10 корпуса 1. По внутреннему периметру форкамеры 4 со стороны торца, примыкающего к испарителю 3, выполнено дренажное углубление 17 в виде фаски. Перед испарителем 3 с воздушным зазором 18 закреплен плоский экран 19 отражения тепловой энергии, излучаемой из камеры 2 сжигания, закрывающий поверхность испарителя 3 площадью, равной площади поперечного сечения форкамеры 4. Передняя торцовая стенка 9 корпуса 1, ограничивающая коллектор 8, выполнена с бортом 20, выступающим в камеру 2 сжигания и образующим выпускное отверстие 21 топки с внезапным сужением камеры 2 сжигания, обеспечивающим в ней интенсивное вихревое перемешивание топливно-воздушной смеси. Тангенциально установленные трубки 12 выступают одним концом в камеру 2 сжигания кромкой торца на длине короткой образующей 22 цилиндра трубки 12, по крайней мере, на уровне борта 20 выпускного отверстия 21 топки, а другим концом установлены заподлицо с наружной стороной камеры 2 сжигания (фиг.2). Экран 19 отражения излучаемой тепловой энергии выполнен с отверстием 23, соосным окну 16 в испарителе 3, имеющим форму сопла Лаваля, направленным в сторону выпускного отверстия 21 топки, стабилизирующим горение топливно-воздушной смеси и тепловой поток в направлении выпускного отверстия 21 топки (фиг.3). Патрубок 11 соединения коллектора 8 с системой принудительного подвода воздуха расположен по касательной к стенке корпуса 1 с обеспечением закрутки воздуха по кольцевому коллектору 8 в направлении завихрения топливно-воздушной смеси в камере2 сжигания, повышающей интенсивность горения. Система подвода жидкого топлива к испарителю 3 снабжена, например, плунжерным насосом (условно не показан). Система подвода воздуха снабжена устройством нагнетания воздуха, например вентилятором (условно не показан).The chamber vortex furnace contains a
Предложенная камерная вихревая топка работает следующим образом.The proposed chamber vortex furnace works as follows.
В момент запуска камерной вихревой топки включают электрический запальник 5, вентилятор системы подвода воздуха и плунжерный насос нагнетания жидкого топлива. Воздух вентилятором нагнетается через патрубок 11 в коллектор 8, из которого воздух под давлением поступает через дозировочное отверстие 14 в форкамеру 4 воспламенения и в камеру 2 сжигания через трубки 12, последние струями воздуха создают в камере 2 сжигания между испарителем 3 и бортом 20 выпускного отверстия 21 турбулизированный поток. Плунжерным насосом жидкое топливо нагнетается по трубопроводу 15 через внутреннюю торцовую стенку 6 в испаритель 3, выполненный из жаропрочного пористого материала с капиллярной структурой. Под действием капиллярных сил смачивания топливо впитывается в испаритель 3 и растекается по его поверхностям, которое выступает из испарителя 3 и испаряется как в камеру сжигания 2 на площади внутренней торцовой стенки 6, так и в форкамеру 4 воспламенения на площади ее поперечного сечения. В форкамере 4 пары жидкого топлива срываются с испарителя 3 потоком нагнетаемого воздуха, образуя топливно-воздушную смесь, которая под давлением воздуха перемещается по испарителю 3 к окну 16 для выпуска из форкамеры 4, обтекая нагретый запальник 5, последний воспламеняет образовавшуюся топливно-воздушную смесь, а нагнетаемый в форкамеру 4 воздух выбрасывает воспламенившуюся топливно-воздушную смесь в виде запального факела из форкамеры 4 через окно 16 в камеру 2 сжигания. При этом неиспарившееся топливо стекает по поверхности испарителя 3 в дренажную фаску 17. В камере сжигания 2 турбулизированный поток воздуха срывает пары топлива с поверхности испарителя 3, образуя топливно-воздушную смесь, и направляет ее в воздушный зазор 18 между испарителем 3 и экраном 19 в направлении отверстия 23. При встрече с запальным факелом, выходящим из форкамеры 4 через окно 16, топливно-воздушная смесь воспламеняется и под воздействием выбрасываемого из окна 16 факела выпускается через отверстие 23 в камеру 2 сжигания, из которой тепловой поток выбрасывается под давлением воздуха через выпускное отверстие 21 камерной топки. При нагревании пропитанного жидким топливом испарителя 3 осуществляется интенсивное испарение жидкости с обеих сторон испарителя 3 и в дренажной фаске 17. Пары жидкости из форкамеры 4 через окно 16 и части турбулизированного потока топливно-воздушной смеси, протекающей по воздушному зазору 18, под давлением воздуха поступают через отверстие 23 в камеру 2 сжигания, в которой с помощью патрубка 11, соединенного по касательной к стенке корпуса 1, с закруткой воздуха по кольцевому коллектору 8, усиливается завихрение топливно-воздушной смеси в камере 2 сжигания, повышая интенсивность горения всей топливно-воздушной смеси, а направление отверстия 23, имеющего форму сопла Лаваля, в сторону выпускного отверстия 21 топки стабилизирует тепловой поток в направлении выпускного отверстия 21 топки. При достижении устойчивого горения топливно-воздушной смеси в камере 2 сжигания процесс сжигания переходит в автоматический режим и электрический запальник 5 выключается. Выключение работы камерной вихревой топки осуществляется перекрытием систем подвода жидкого топлива и воздуха.At the time of starting the chamber vortex furnace, an electric igniter 5, an air supply fan and a plunger pump for injecting liquid fuel are included. Air is pumped by the fan through the
Применение предложенной камерной вихревой топки позволит повысить эффективность применения отопительных устройств с использованием жидкого топлива, например, в транспортных средствах.The use of the proposed chamber vortex furnace will increase the efficiency of the use of heating devices using liquid fuel, for example, in vehicles.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007139610/06A RU2349837C1 (en) | 2007-10-17 | 2007-10-17 | Chambered swirling type furnace |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007139610/06A RU2349837C1 (en) | 2007-10-17 | 2007-10-17 | Chambered swirling type furnace |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2349837C1 true RU2349837C1 (en) | 2009-03-20 |
Family
ID=40545343
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007139610/06A RU2349837C1 (en) | 2007-10-17 | 2007-10-17 | Chambered swirling type furnace |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2349837C1 (en) |
-
2007
- 2007-10-17 RU RU2007139610/06A patent/RU2349837C1/en not_active IP Right Cessation
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2520062B2 (en) | Evaporative burner | |
RU48619U1 (en) | BURNER | |
CA1213207A (en) | Burner construction for air heaters using an ultrasonic atomizer | |
CZ290040B6 (en) | Evaporation burner with a combustion chamber | |
RU2414646C1 (en) | Pulsating swinging-type furnace | |
RU2443941C1 (en) | Vortex burner device | |
RU2349837C1 (en) | Chambered swirling type furnace | |
CA1166905A (en) | Heating device for preheating combustion air for an internal combustion engine | |
US3816061A (en) | Fuel mixing chamber for heating torches | |
RU2366864C1 (en) | Recuperative air heater | |
CN212842219U (en) | Novel gas and liquid combined heating boiler | |
RU113336U1 (en) | BURNER | |
RU191002U1 (en) | Injection gas burner | |
CA2518472A1 (en) | Gas combustion device | |
RU73054U1 (en) | GAS-BURNER | |
RU2229062C2 (en) | Hot-bulb ignition burner | |
RU2456504C1 (en) | Glebov chamber swirling-type furnace (versions) | |
CN111351057A (en) | Injection type burning furnace | |
RU2444679C1 (en) | Burner | |
RU2209372C1 (en) | Burner apparatus | |
RU62211U1 (en) | BURNER | |
RU217752U1 (en) | Device for ignition of the combustion chamber of a gas turbine engine | |
SU1058521A3 (en) | Injection nozzle | |
CN217382929U (en) | Bridging micropore flat-plate burner | |
RU2196942C2 (en) | Gas mixing air heater |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20091018 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20110810 |
|
PC41 | Official registration of the transfer of exclusive right |
Effective date: 20111012 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131018 |