RU2670632C1

RU2670632C1 - Gas burner

Info

Publication number: RU2670632C1
Application number: RU2017124555A
Authority: RU
Inventors: Сергей Петрович Девяткин; Петр Евгеньевич Ревин; Наталья Александровна Растегаева; Игорь Александрович Матвеев
Original assignee: Сергей Петрович Девяткин
Priority date: 2017-07-10
Filing date: 2017-07-10
Publication date: 2018-10-24
Also published as: RU2670632C9

Abstract

FIELD: heating equipment.SUBSTANCE: technical solution relates to heat engineering, namely to the burner devices of thermal engineering units. Gas burner comprises an air supply housing with a gas supplying unit with a channel for axial gas supply to the mixing chamber mounted on the end part of the gas supplying unit located along the longitudinal axis inside the air supply housing, mixing chamber is provided with longitudinal inlet air channels as well as air channels formed in the wall of the mixing chamber in rows in the circumferential direction, according to the invention, the internal cavity of the mixing chamber is in the form of successively placed cavities, the first of which is made in the form of a confuser, conjugated with cylindrical chambers, whose diameter exceeds the diameter of the outlet of the confuser, circular diaphragms are located between the chambers and at the outlet of the last cylindrical chamber, and the air channels adjacent in the longitudinal direction are made with a circumferential offset.EFFECT: invention makes it possible to create a homogeneous gas-air mixture.1 cl, 3 dwg

Description

Техническое решение относится к теплотехнике, а именно к горелочным устройствам теплотехнических агрегатов и может быть использовано в различных областях промышленности, в частности для промышленных термических печей, в сушилках и других нагревательных устройствах.The technical solution relates to heat engineering, in particular, to burner devices of heat engineering units and can be used in various industries, in particular for industrial heat-treating furnaces, in dryers and other heating devices.

Известна газовая горелка, включающая воздухоподводящую и расположенную в ней газоподводящую трубы и стабилизатор горения, установленный на выходе газоподводящей трубы, причем стабилизатор горения выполнен в виде венчика, состоящего из лепестков, сечение которых выполнено в форме треугольника (патент RU 73449, опубл. 20.05.2008).A gas burner is known, including an air supply pipe and a gas supply pipe located therein and a combustion stabilizer mounted at the outlet of the gas supply pipe, the combustion stabilizer made in the form of a corolla consisting of petals, the cross section of which is made in the shape of a triangle (patent RU 73449, published on 20.05.2008 ).

Известна также газовая горелка, содержащая воздухоподводящий корпус, с торцевой стороны которого установлен газоподающий узел с каналом для осевой подачи газа в камеру смешения, закрепленную на концевой части газоподающего узла, размещенной вдоль продольной оси внутри воздухоподводящего корпуса, причем камера смешения снабжена продольными входными воздушными каналами, а также воздушными каналами, выполненными в стенке камеры смешения рядами в окружном направлении (патент RU 131455, опубл. 20.08.2013).Also known is a gas burner containing an air supply housing, on the front side of which there is a gas supply unit with a channel for axially supplying gas to the mixing chamber, mounted on the end part of the gas supply unit located along the longitudinal axis inside the air supplying housing, the mixing chamber being provided with longitudinal inlet air channels, as well as air channels made in the wall of the mixing chamber rows in the circumferential direction (patent RU 131455, publ. 08/20/2013).

Недостатком известных технических решений является невозможность обеспечения стабильного горения и полного сгорания газа для горелок, рассчитанных на большую тепловую мощность (более 100 кВт) и обладающих значительными массово-расходными характеристиками как по газу, так и по воздуху.A disadvantage of the known technical solutions is the impossibility of ensuring stable combustion and complete combustion of gas for burners, designed for high thermal power (over 100 kW) and possessing significant mass-consumption characteristics both in gas and in air.

Технический результат, который достигается предлагаемым изобретением, заключается в формировании однородной газовоздушной смеси путем равномерного распределения потоков воздуха по объему смешения и создания газодинамических зон с различными скоростями течения газовоздушной смеси.The technical result, which is achieved by the invention, consists in forming a homogeneous gas-air mixture by uniformly distributing the air flows throughout the mixing volume and creating gas-dynamic zones with different flow rates of the gas-air mixture.

Указанный технический результат достигается тем, что в газовой горелке, содержащей воздухоподводящий корпус, с торцевой стороны которого установлен газоподающий узел с каналом для осевой подачи газа в камеру смешения, закрепленную на концевой части газоподающего узла, размещенной вдоль продольной оси внутри воздухоподводящего корпуса, причем камера смешения снабжена продольными входными воздушными каналами, а также воздушными каналами, выполненными в стенке камеры смешения рядами в окружном направлении, согласно изобретению, внутренняя полость камеры смешения выполнена в виде последовательно размещенных полостей, первая из которых выполнена в форме конфузора, сопряженного с цилиндрическими камерами, диаметр которых превышает диаметр выходного отверстия конфузора, между камерами и на выходе последней цилиндрической камеры размещены кольцевые диафрагмы, а смежные в продольном направлении воздушные каналы выполнены с окружным смещением.This technical result is achieved by the fact that in a gas burner containing an air supply housing, on the front side of which there is a gas supply unit with a channel for axially supplying gas to the mixing chamber, mounted on the end portion of the gas supply unit located along the longitudinal axis inside the air supplying housing, and the mixing chamber provided with longitudinal inlet air ducts, as well as air ducts made in the wall of the mixing chamber in rows in the circumferential direction, according to the invention, inside The lower cavity of the mixing chamber is made in the form of successively placed cavities, the first of which is made in the form of a confuser associated with cylindrical chambers whose diameter exceeds the diameter of the outlet of the confuser, between the chambers and at the outlet of the last cylindrical chamber are annular diaphragms channels are made with a circumferential offset.

Изобретение поясняется чертежами.The invention is illustrated by drawings.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемой газовой горелки; на фиг. 2 - сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 - сечение Б-Б на фиг. 1.FIG. 1 shows a general view of the proposed gas burner; in fig. 2 is a section A-A in FIG. one; in fig. 3 is a section BB in FIG. one.

Газовая горелка содержит цилиндрический воздухоподводяший корпус 1. С торцевой стороны корпуса 1 установлен газоподающий узел 2 с каналом 3 для осевой подачи газа в камеру смешения 4. Камера смешения 4 закреплена на концевой части 5 газоподающего узла 2 и одновременно коаксиально с зазором размещена во внутренней полости воздухоподводящего корпуса 1. Камера смешения 4 снабжена продольными входными воздушными каналами 6, а также воздушными каналами 7, выполненными в стенках камеры смешения 4 рядами в окружном направлении. Каналы 7 выполнены в стенке под углом к продольной оси камеры смешения 4, при этом смежные в продольном направлении воздушные каналы 7 выполнены с окружным смещением (фиг. 2 и фиг. 3) для обеспечения равномерной подачи воздуха в полость камеры смешения 4. Внутренняя полость камеры смешения 4 выполнена в виде последовательно размещенных полостей, первая из которых выполнена в виде конфузора 8, сопряженного с цилиндрическими камерами 9 и 10, причем диаметр камер 9 и 10 превышает диаметр выходного отверстия конфузора 8. Между камерами 9 и 10, а также на выходе камеры смешения 4 размещены кольцевые диафрагмы 11, форма и размер которых выбираются расчетным или эмпирическим путем исходя из условия обеспечения равномерного смешения и стабильного горения потока газовоздушной смеси за счет создания газодинамических зон с различными скоростями течения газовоздушной смеси.The gas burner contains a cylindrical air supply housing 1. On the front side of the housing 1, a gas supply unit 2 is installed with a channel 3 for axially supplying gas to the mixing chamber 4. The mixing chamber 4 is fixed to the end part 5 of the gas supplying unit 2 and at the same time coaxially with a gap is placed in the internal cavity of the air supplying unit. housing 1. Mixing chamber 4 is provided with longitudinal inlet air channels 6, as well as air channels 7, made in the walls of the mixing chamber 4 rows in the circumferential direction. The channels 7 are made in the wall at an angle to the longitudinal axis of the mixing chamber 4, while the air channels 7 adjacent in the longitudinal direction are made with a circumferential offset (Fig. 2 and Fig. 3) to ensure uniform air supply to the cavity of the mixing chamber 4. Internal chamber cavity mixing 4 made in the form of sequentially placed cavities, the first of which is made in the form of confusor 8, mated with cylindrical chambers 9 and 10, and the diameter of chambers 9 and 10 exceeds the diameter of the outlet of the confuser 8. Between chambers 9 and 10, as well as in The exit of the mixing chamber 4 is placed annular diaphragm 11, the shape and size of which are selected by calculation or empirical way based on the conditions for ensuring uniform mixing and stable combustion of the gas-air mixture flow by creating gas-dynamic zones with different velocities of the gas-air mixture.

Газовая горелка работает следующим образом.Gas burner works as follows.

В камеру смешения 4 газ с избыточным давлением подается посредством газоподающего узла 2. Воздух в камеру смешения 4 поступает под избыточным давлением из внутренней полости воздухоподводящего корпуса 1 посредством продольных каналов 6 и каналов 7 в стенках камеры 4. В полости 8 камеры смешения 4 газовоздушная смесь за счет выполнения этой полости в форме конфузора получает дополнительную кинетическую энергию и, соответственно, скорость потока на выходе из полости 8. Поток газовоздушной смеси, расширяясь последовательно цилиндрических камерах 9 и 10, дополнительно обогащается воздухом, который равномерно поступает в эти камеры посредством каналов 7. При этом скорость потока газовоздушной смеси при расширении в камерах 9 и 10 снижается, в то же время за счет равномерной дополнительной подачи воздуха через каналы 7 скорость потока газовоздушной смеси частично увеличивается. Поддержание равномерного изменения скорости потока вдоль камер 9 и 10 обеспечивается диафрагмами 11.Gas with an overpressure is supplied to the mixing chamber 4 by means of the gas supply unit 2. Air is supplied to the mixing chamber 4 under overpressure from the internal cavity of the air supply housing 1 through longitudinal channels 6 and channels 7 in the walls of chamber 4. In the cavity 8 of the mixing chamber 4, the gas-air mixture by performing this cavity in the form of a confuser receives additional kinetic energy and, accordingly, the flow rate at the outlet of the cavity 8. The flow of the gas-air mixture, expanding successively cylindrical pax 9 and 10, is additionally enriched with air, which evenly enters these chambers through channels 7. At the same time, the flow rate of the gas-air mixture during expansion in chambers 9 and 10 decreases, while at the same time, due to the uniform additional air supply through the channels 7, the gas-air flow rate mixture partially increased. Maintaining a uniform change in the flow velocity along the chambers 9 and 10 is provided by the diaphragms 11.

Испытания опытного образца предложенной газовой горелки подтвердили, что использование предложенной конструкции позволяет повысить однородность газовоздушной смеси и, как следствие, полноту сгорания газа.Tests of a prototype of the proposed gas burner confirmed that the use of the proposed design improves the homogeneity of the gas-air mixture and, as a consequence, the completeness of gas combustion.

Claims

A gas burner containing an air supply housing, on the front side of which there is a gas supply unit with a channel for axially supplying gas to the mixing chamber, mounted on the end part of the gas supply unit located along the longitudinal axis inside the air supplying housing, the mixing chamber is provided with longitudinal inlet air channels, and also air channels made in the wall of the mixing chamber rows in the circumferential direction, characterized in that the internal cavity of the mixing chamber is made in the form of These cavities, the first of which are made in the form of a confuser, are paired with cylindrical chambers whose diameter exceeds the diameter of the confuser's outlet, between the chambers and at the outlet of the last cylindrical chamber are arranged annular diaphragms, and the longitudinal adjacent air ducts are made with a circumferential offset.