RU2753908C1 - Вихревое паромасляное горелочное устройство - Google Patents
Вихревое паромасляное горелочное устройство Download PDFInfo
- Publication number
- RU2753908C1 RU2753908C1 RU2020137534A RU2020137534A RU2753908C1 RU 2753908 C1 RU2753908 C1 RU 2753908C1 RU 2020137534 A RU2020137534 A RU 2020137534A RU 2020137534 A RU2020137534 A RU 2020137534A RU 2753908 C1 RU2753908 C1 RU 2753908C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- steam
- nozzle
- cylindrical body
- fuel
- zone
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23G—CREMATION FURNACES; CONSUMING WASTE PRODUCTS BY COMBUSTION
- F23G7/00—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals
- F23G7/05—Incinerators or other apparatus for consuming industrial waste, e.g. chemicals of waste oils
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Spray-Type Burners (AREA)
- Nozzles For Spraying Of Liquid Fuel (AREA)
Abstract
Изобретение относится к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим для горения перегретый водяной пар. Решаемая задача: создание такого устройства, в котором может осуществляться сжигание высоковязкого топливного сырья, а также нефти, извлеченной с поверхности воды и из-подо льда после аварийного разлива, за счет достаточного увеличения времени нахождения частиц топлива в зоне горения. Вихревое паромасляное устройство содержит цилиндрический корпус и крышки, левую и правую, выполненные из толстостенного огнеупорного материала. В крышках выполнены отверстия разного диаметра, в левой больше, чем в правой. Распылительный блок расположен снаружи корпуса с правой стороны, с этой же стороны на цилиндрическом корпусе установлены завихрительные форсунки, которые помещены в водоохлаждаемые держатели форсунок. 4 ил.
Description
Изобретение относится к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим для горения перегретый водяной пар.
Известно паромасляное горелочное устройство (заявка на патент на изобретение RU 2020126807, 11.08.2020, F23C 99/00, F23G 7/05, F23D 11/20, F23L 7/00), содержащее цилиндрический корпус в виде стакана с соплом, установленным на верхнем торце корпуса, паровую форсунку, вмонтированную в дно корпуса, для подачи перегретого водяного пара вертикально вверх, воздухоподводящие отверстия, выполненные на цилиндрическом корпусе вблизи дна, паропровод и топливоподводящую трубку, конец которой расположен в непосредственной близости от выходного отверстия паровой форсунки. Согласно изобретению, устройство содержит инжекционный воздухозаборник для подачи воздуха к корню истекающего из сопла горящего потока, а также содержит дожигатель, состоящий из цилиндрического корпуса, двух крышек с отверстиями и конического рассекателя потока, расположенного внутри дожигателя и направленного вершиной конуса навстречу потоку.
Недостатком такого устройства является недостаточное время нахождения частиц топлива в зоне горения при сжигании высоковязкого топливного сырья, а также нефти, извлеченной с поверхности воды и из-подо льда после аварийного разлива.
Известно также горелочное устройство (Патент RU 2450207, 28.10.2010, F23C 99/00; F23D 11/20; F23G 7/05; F23L 7/00), содержащее цилиндрический корпус в виде стакана, паровую форсунку для подачи перегретого водяного пара, вмонтированную в дно корпуса, воздухоподводящие отверстия, выполненные на цилиндрической стенке корпуса, топливопровод и камеру газогенерации, которая содержит дополнительные паровые форсунки, закрепленные на держателе форсунок, имеющем форму кольцевой камеры, и установленные внутри корпуса с возможностью подачи перегретого водяного пара в камеру газогенерации, а также содержит камеру распыла жидкого топлива, образованную внутренними поверхностями корпуса и держателя форсунок, а топливопровод вмонтирован в систему камеры распыла с возможностью подачи жидкого топлива сверху на струю пара из паровой форсунки.
Недостатком такого устройства является недостаточное время нахождения частиц топлива в зоне горения при сжигании высоковязкого топливного сырья, а также нефти, извлеченной с поверхности воды и из-подо льда после аварийного разлива.
Наиболее близким техническим решением по совокупности признаков является вихревое горелочное устройство (Патент RU 2647172, 29.05.2017 F23L 7/00, F23D 11/20, F23C 99/00), содержащее цилиндрический корпус, пароперегреватель, установленный на корпусе, распылительную паровую форсунку, топливопровод, камеру газогенерации, дополнительные завихрительные форсунки, сопло для выхода продуктов горения. С обеих сторон цилиндрического корпуса установлены крышки, левая и правая, в центр которых вмонтированы патрубки для естественной подачи воздуха в камеру газогенерации, распылительная паровая форсунка установлена под углом к оси цилиндрического корпуса на патрубке левой крышки с возможностью подачи струи перегретого водяного пара в камеру газогенерации, дополнительные завихрительные форсунки, установленные тангенциально на цилиндрическом корпусе вблизи левой крышки, размещены так, что оси форсунок лежат в одной плоскости, сопло для выхода продуктов горения в виде факела установлено тангенциально на цилиндрическом корпусе вблизи правой крышки, на конец топливопровода в месте его соединения с патрубком левой крышки установлена игла, имеющая внутреннюю полость с отверстием на конце, причем острие иглы расположено в непосредственной близости от выходного отверстия паровой распылительной форсунки таким образом, что жидкое топливо подается на струю пара из паровой форсунки в область с максимальной температурой и скоростью потока.
Недостатком такого устройства является недостаточное время нахождения частиц топлива в зоне горения при сжигании высоковязкого топливного сырья, а также нефти, извлеченной с поверхности воды и из-подо льда после аварийного разлива.
В основу изобретения положена задача создания такого устройства, в котором может осуществляться сжигание высоковязкого топливного сырья, а также нефти, извлеченной с поверхности воды и из-подо льда после аварийного разлива, за счет достаточного увеличения времени нахождения частиц топлива в зоне горения.
Поставленная задача решается тем, что вихревое горелочное жидкотопливное устройство содержит цилиндрический корпус с двумя крышками, левой и правой, в которых выполнены отверстия, распылительные паровые форсунки с топливопроводом и иглой, размещенной в непосредственной близости от выходного отверстия паровой форсунки, установленными снаружи корпуса вблизи правой крышки, завихрительные форсунки, установленные на цилиндрический корпус вблизи правой крышки, камеру сгорания, сопло для выхода продуктов сгорания в левой крышке. Согласно изобретению цилиндрический корпус и крышки выполнены из толстостенного огнеупорного материала, а в левой крышке выполнено отверстие большего диаметра, чем в правой, кроме того, устройство содержит водоохлаждаемые держатели завихрительных форсунок.
В заявленном устройстве при его работе действуют физические эффекты, такие как:
- Насосный эффект.
Если в корпусе заявленного устройства раскручивать газовую среду, то эта газовая среда начинает вытекать из большего отверстия. А если из большего вытекает, то в меньшее втекает. Этому втеканию помогает также создаваемое завихрительными потоками разрежение на оси цилиндрического корпуса вблизи правой крышки (этот эффект проверен авторами экспериментально). Такая конструкция с вихревым потоком внутри начинает работать как насос, перекачивая воздух из меньшего отверстия в большее.
- Сепарационный эффект.
Поскольку в раскрученный огненный вихрь подают паромасляный аэрозоль, то газовая среда с более тяжелыми частицами топлива за счет центробежных сил перемещается из центральной зоны (зоны А) в периферийную зону (зона Б), а менее плотная газовая среда с легкими частицами вытесняется (широко используемый в технике эффект).
- Фокусирующий эффект.
Раскаленная внутренняя цилиндрическая поверхность фокусирует инфракрасное излучение в зоне своей оси (зона А). Сюда подают паромасляный аэрозоль. Такой эффект используют в металлургических печах.
- Эффект торнадо.
В заявленном устройстве, после того как паромасляный поток заходит внутрь, он закручивается и проходит по инерции ближе к левой крышке, но не проходит отверстие, а ударяется о внутреннюю поверхность левой крышки. А поскольку паромасляный поток непрерывный, то после удара о внутреннюю поверхность левой крышки начинается движение в обратную сторону, продолжая вращение, доходит до завихрительных форсунок, при этом частицы топлива уже выгорели, и, попав в центральную зону, движется в сторону левой крышки по спиральной траектории за счет насосного эффекта и далее выходит в отверстие левой крышки в виде факела.
Получается так, что кроме спирального движения газа с частицами топлива от правой крышки к левой в центральной зоне (зоне А), существует спиральное движение газа с частицами топлива в обратную сторону в зоне, близкой к внутренней цилиндрической поверхности корпуса (зона Б), и далее в сторону левой крышки в зоне А, что значительно увеличивает время нахождения горючего вещества в зоне горения. А толстостенная конструкция устройства из огнеупорного материала позволяет повысить температуру горения и иметь значительную тепловую инерцию, чтобы сжигать топливное сырье с неравномерной влажностью.
Все вышеперечисленные физические эффекты, использованные в заявленном устройстве, позволяют создать вихревое паромасляное жидкотопливное устройство, способное сжигать высоковязкое топливное сырье, а также нефть, извлеченную с поверхности воды и из-подо льда после аварийного разлива.
Сущность технического решения поясняется рисунками.
Фиг. 1 – продольное сечение устройства, вид сверху.
Фиг. 2 – поперечное сечение устройства, вид А-А.
Фиг. 3 – водоохлаждаемый держатель форсунки.
Фиг. 4 – распылительный блок, состоящий из патрубка, паровой форсунки и топливопровода.
На фигурах обозначены: 1 – цилиндрический корпус; 2 – левая крышка; 3 – правая крышка; 4 – камера сгорания; 5 – сопло; 6 – отверстие для подачи аэрозоля; 7 – распылительные блоки; 8 – завихрительные форсунки; 9 – водоохлаждаемый держатель; 10 – распылительная паровая форсунка; 11 – патрубок; 12 – топливопровод; 13 – игла; 14 – область разряжения; 15 – огнеупорный материал. Зона А – центральная зона. Зона Б – периферийная зона.
Устройство состоит из цилиндрического корпуса 1 с двумя крышками, левой 2 и правой 3, содержит камеру сгорания 4 и сопло 5 для выхода продуктов сгорания. В правой крышке выполнено отверстие 6 для подачи аэрозоля. Отверстие 6 по диаметру меньше отверстия сопла 5. Снаружи корпуса вблизи правой крышки 3 установлены распылительные блоки 7. Завихрительные форсунки 8 установлены на цилиндрический корпус 1 вблизи правой крышки 3. Водоохлаждаемый держатель 9 завихрительных форсунок 8 служит для компенсации тепловых расширений разнородных материалов, таких как сталь и огнеупор.
Каждый распылительный блок 7 включает распылительную форсунку 10, установленную в патрубке 11, который является корпусом, в котором установлена сама форсунка 10, топливопровод 12 с иглой 13 на конце, где острие иглы размещено в непосредственной близости к отверстию паровой форсунки.
Устройство работает следующим образом. Запуск устройства производят на дизельном топливе и на воздухе. Воздух подают как в распылительные, так и в завихрительные форсунки. После прогрева устройства до нужной температуры устройство переходит в штатный режим с помощью автоматики и переключателей. Одно топливо меняется на другое, воздух меняется на воду, а точнее на перегретый водяной пар.
Завихрительные форсунки могут запитываться либо воздухом, либо водяным паром, в зависимости от сжигаемого топлива и условий горения.
Claims (1)
- Вихревое паромасляное горелочное устройство, содержащее цилиндрический корпус с двумя крышками, левой и правой, в которых выполнены отверстия, распылительные паровые форсунки с топливопроводом и иглой на его конце, размещенной острием в непосредственной близости от выходного отверстия паровой форсунки, установленные снаружи корпуса вблизи правой крышки, завихрительные форсунки, установленные на цилиндрическом корпусе вблизи правой крышки, камеру сгорания, сопло для выхода продуктов горения в левой крышке, отличающееся тем, что цилиндрический корпус и крышки выполнены из толстостенного огнеупорного материала, а в левой крышке выполнено отверстие большего диаметра, чем в правой, кроме того, устройство содержит водоохлаждаемые держатели завихрительных форсунок.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137534A RU2753908C1 (ru) | 2020-11-17 | 2020-11-17 | Вихревое паромасляное горелочное устройство |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020137534A RU2753908C1 (ru) | 2020-11-17 | 2020-11-17 | Вихревое паромасляное горелочное устройство |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2753908C1 true RU2753908C1 (ru) | 2021-08-24 |
Family
ID=77460389
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020137534A RU2753908C1 (ru) | 2020-11-17 | 2020-11-17 | Вихревое паромасляное горелочное устройство |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2753908C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2798653C1 (ru) * | 2022-10-26 | 2023-06-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Горелочное устройство |
Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2023072A (en) * | 1931-10-12 | 1935-12-03 | Walworth Patents Inc | Oil burner |
CH303214A (fr) * | 1949-03-22 | 1954-11-30 | Taupenas & Bachem Societe A Re | Brûleur à combustible liquide. |
RU2450207C1 (ru) * | 2010-10-28 | 2012-05-10 | Учреждение Российской Академии наук Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН (ИТ СО РАН) | Горелочное устройство |
RU2647172C1 (ru) * | 2017-05-29 | 2018-03-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Горелочное устройство |
RU2684300C1 (ru) * | 2018-02-09 | 2019-04-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Паромасляное горелочное устройство |
RU191002U1 (ru) * | 2018-10-19 | 2019-07-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Амурский государственный университет" | Инжекторная газовая горелка |
RU2743671C1 (ru) * | 2020-08-11 | 2021-02-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Горелочное устройство для сжигания нефти |
-
2020
- 2020-11-17 RU RU2020137534A patent/RU2753908C1/ru active
Patent Citations (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2023072A (en) * | 1931-10-12 | 1935-12-03 | Walworth Patents Inc | Oil burner |
CH303214A (fr) * | 1949-03-22 | 1954-11-30 | Taupenas & Bachem Societe A Re | Brûleur à combustible liquide. |
RU2450207C1 (ru) * | 2010-10-28 | 2012-05-10 | Учреждение Российской Академии наук Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН (ИТ СО РАН) | Горелочное устройство |
RU2647172C1 (ru) * | 2017-05-29 | 2018-03-14 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Горелочное устройство |
RU2684300C1 (ru) * | 2018-02-09 | 2019-04-05 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) | Паромасляное горелочное устройство |
RU191002U1 (ru) * | 2018-10-19 | 2019-07-18 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Амурский государственный университет" | Инжекторная газовая горелка |
RU2743671C1 (ru) * | 2020-08-11 | 2021-02-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Горелочное устройство для сжигания нефти |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2798653C1 (ru) * | 2022-10-26 | 2023-06-23 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук | Горелочное устройство |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US3275059A (en) | Nozzle system and fuel oil burner incorporating it | |
US4614490A (en) | Method and apparatus for atomizing fuel | |
US4003692A (en) | High velocity burner | |
GB1284807A (en) | Improvements in or relating to liquid-fuel burners for furnaces or heaters | |
RU2647172C1 (ru) | Горелочное устройство | |
US3994665A (en) | Recirculating burner | |
RU2684300C1 (ru) | Паромасляное горелочное устройство | |
RU2753908C1 (ru) | Вихревое паромасляное горелочное устройство | |
NO148099B (no) | Teleskoperbar foeringsstamme for husholdningsapparater | |
RU2743671C1 (ru) | Горелочное устройство для сжигания нефти | |
KR890001296B1 (ko) | 농축 석탄-물 슬러리 연료 연소장치 | |
KR20190044599A (ko) | 혼소용 버너 장치 | |
RU2798653C1 (ru) | Горелочное устройство | |
US4019851A (en) | High energy arc ignitor for burner | |
US4628832A (en) | Dual fuel pilot burner for a furnace | |
CN208349288U (zh) | 一种气化燃烧器 | |
WO2012072003A1 (zh) | 气化油燃烧器和包括气化油燃烧器的内燃式燃烧器 | |
US3076496A (en) | Multiple nozzle gas burner | |
RU2396487C1 (ru) | Форсунка | |
RU2328655C1 (ru) | Способ бездымного сжигания газа в факельных установках и устройство для его осуществления | |
GB2035537A (en) | Dual-fuel burner | |
RU2740722C1 (ru) | Паромасляное горелочное устройство | |
US1731310A (en) | Apparatus for firing furnaces with fluent fuels | |
RU2799164C1 (ru) | Горелочное устройство для совместного сжигания жидкого и пылеугольного топлива малой мощности | |
RU2192584C1 (ru) | Газовая горелка |