RU96123797A - Вихревое запально-горелочное устройство с поверхностным трубчатым горением горючего газа внутри него - Google Patents

Claims (60)

1. Вихревое запально-горелочное устройство с поверхностным трубчатым горением горючего газа внутри него, содержащее пламепередающую трубу, состоящую, по меньшей мере из одного участка, электрозапальную свечу, канал подачи горючего газа и по меньшей мере один канал подачи воздуха, отличающееся тем, что во входном участке пламепередающей трубы установлен лопаточный завихритель, обеспечивающий закрутку проходящего через него потока воздуха, при этом лопаточный завихритель потока выполнен с центральным и соосным пламепередающей трубе отверстием, по меньшей мере образованным кольцеобразным элементом, имеющим форму тела вращения, с наружной стороны которого размещены лопатки, а кольцевой входной для воздуха канал, обеспечивающий равномерный вход воздуха в межлопаточные каналы завихрителя потока, образован по крайней мере наружной поверхностью выступающего за входное сечение лопаток завихрителя потока в сторону, противоположную направлению движения входящего в завихритель потока воздуха, и расположенного внутри входного участка пламепередающей трубы участка кольцеобразного элемента и внутренней поверхностью вышеуказанного участка пламепередающей трубы, при этом по крайней мере торец кольцеобразного элемента со стороны входа воздуха в завихритель потока выполнен закрытым, в заглушке которого установлена запальная свеча, а другим открытым торцом внутренняя полость вышеуказанного кольцеобразного элемента, образующая по крайней мере, канал подачи горючего газа, в который в вышеуказанном случае последний подается по трубопроводу, соединенному с заглушкой кольцеобразного элемента, с выполненным в ней для вышеуказанной цели отверстием, сообщена с внутренней полостью пламепередающей трубы, при этом запальные электроды свечи размещены за выходным сечением кольцеобразного элемента в направлении движения горючего газа, а на трубопроводах подвода горючего газа и воздуха вихревого запально-горелочного устройства установлены регулирующие запорные устройства.

2. Вихревое запально-горелочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что выходное сечение кольцеобразного элемента, с наружной стороны которого размещены лопатки, совпадает с выходным сечением лопаток завихрителя потока.

3. Вихревое запально-горелочное устройство по п. 1, отличающееся тем, что кольцеобразный элемент, с наружной стороны которого размещены лопатки, выступает за выходное сечение лопаток завихрителя потока в направлении движения горючего газа.

4. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 3, отличающееся тем, что выступающий за выходное сечение лопаток завихрителя потока участок кольцеобразного элемента выполнен с уменьшающейся толщиной стенки в сечениях элемента в направлении, совпадающем с направлением движения горючего газа.

5. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 3 и 4, отличающееся тем, что наружная поверхность участка кольцеобразного элемента, выступающего за выходное сечение лопаток завихрителя потока, выполнена цилиндрической.

6. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 3 и 4, отличающееся тем, что внутренняя поверхность участка кольцеобразного элемента, выступающего за выходное сечение лопаток завихрителя потока, выполнена цилиндрической.

7. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 3 - 6, отличающееся тем, что на наружной поверхности участка кольцеобразного элемента, выступающего за выходное сечение лопаток завихрителя потока, выполнены чередующиеся канавки и выступы, наклоненные под острым углом к оси пламепередающей трубы, а их направление совпадает с направлением закрутки воздуха в завихрителе потока.

8. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 3 - 6, отличающееся тем, что на внутренней поверхности участка кольцеобразного элемента, выступающего за выходное сечение лопаток завихрителя потока, выполнены чередующиеся канавки и выступы, наклоненные под острым углом к оси пламепередающей трубы, а их направление совпадает с направлением закрутки воздуха в завихрителе потока.

9. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 - 6, отличающееся тем, что выходная кромка торца, обращенного в сторону направления движения горючего газа, кольцеобразного элемента, с наружной стороны которого размещены лопатки завихрителя потока, выполнена острой.

10. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 - 9, отличающееся тем, что выходной участок трубопровода подвода горючего газа, соединенного с заглушкой кольцеобразного элемента, расположен внутри кольцеобразного элемента.

11. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 10, отличающееся тем, что выходное сечение выходного участка трубопровода подвода горючего газа, соединенного с заглушкой кольцеобразного элемента, совпадает с выходным сечением кольцеобразного элемента.

12. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 - 11, отличающееся тем, что подвод воздуха в кольцевой канал, образованный входным участком пламепередающей трубы и выступающим участком кольцеобразного элемента за входное сечение лопаток завихрителя потока в сторону, противоположную направлению движения входящего в завихритель воздуха, осуществляется по меньшей мере через два симметрично относительно оси пламепередающей трубы расположенных участка, разветвляющегся в направлении движения воздуха трубопровода.

13. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 12, отличающееся тем, что по меньшей мере два симметрично относительно оси пламепередающей трубы расположенных участка разветвляющегося трубопровода в направлении движения воздуха соединены с кольцевой заглушкой кольцевого канала, установленной со стороны входа воздуха в вышеуказанный канал, при этом в заглушке выполнены по меньшей мере два отверстия, сообщающие вышеуказанные участки разветвляющегося трубопровода с кольцевым каналом.

14. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 12, отличающееся тем, что по меньшей мере два симметрично относительно оси пламепередающей трубы расположенных участка разветвляющегося трубопровода в направлении движения воздуха соединены с наружной поверхностью входного участка пламепередающей трубы в зоне кольцевого канала, при этом в стенке пламепередающей трубы выполнены по меньшей мере два отверстия, сообщающие вышеуказанные участки разветвляющегося трубопровода с кольцевым каналом.

15. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 - 14, отличающееся тем, что оно снабжено сменным комплектом завихрителей потока, каждый из которых выполнен сменным, при этом завихрители выполнены с различными характеристиками.

16. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 - 15, отличающееся тем, что пламепередающая труба выполнена с одинаковой площадью проходного сечения на всем ее участке, расположенном за выходным сечением лопаточного завихрителя потока в направлении движения горючего газа.

17. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 - 15, отличающееся тем, что по меньшей мере участок пламепередающей трубы, примыкающий к ее выходному сечению, выполнен с увеличивающейся площадью проходного сечения в направлении к последнему.

18. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 - 15, отличающееся тем, что, по меньшей мере, участок пламепередающей трубы, примыкающий к ее выходному сечению, выполнен с уменьшающейся площадью проходного сечения в направлении к последнему.

19. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 17 и 18, отличающееся тем, что участок пламепередающей трубы с изменяющейся площадью проходного сечения, примыкающий к выходному сечению последней, выполнен сменным, отделяемым от остальной части пламепередающей трубы.

20. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 - 19, отличающееся тем, что пламепередающая труба выполнена составной, с разъемом в середине ее длины, обеспечивающим отделение одной ее части от другой.

21. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 - 20, отличающееся тем, что внутри вышеуказанного устройства соосно последнему, на участке пламепередающей трубы, примыкающем к ее выходному сечению, размещена труба, наружный радиус которой меньше минимального внутреннего радиуса кольцеобразного элемента, с наружной стороны которого размещены лопатки завихрителя потока, при этом один торец вышеуказанной трубы по меньшей мере совпадает с выходным сечением пламепередающей трубы, а другой торец выступает за наружную поверхность заглушки вышеуказанного кольцеобразного элемента.

22. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 21, отличающееся тем, что труба, размещенная внутри вышеуказанного устройства, своим выходным торцом выступает наружу за выходное сечение пламепередающей трубы.

23. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 21 и 22, отличающееся тем, что торец трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, расположенный на стороне выхода из пламепередающей трубы, выполнен закрытым, а на ее участке, примыкающем к вышеуказанному закрытому торцу, выполнены отверстия, сообщающие внутреннюю полость первой трубы с внешней средой.

24. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 23, отличающееся тем, что отверстия выполнены на участке трубы, размещенной внутри запально-горелочного устройства, примыкающем к ее закрытому торцу, на стороне участка, расположенной перед выходным сечением пламепередающей трубы по направлению движения горючего газа.

25. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 23, отличающееся тем, что отверстия выполнены на участке трубы, размещенной внутри запально-горелочного устройства, примыкающем к ее закрытому торцу, на стороне участка, расположенной за выходным сечением пламепередающей трубы по направлению движения горючего газа.

26. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 23, отличающееся тем, что отверстия выполнены на участке трубы, размещенной внутри запально-горелочного устройства, примыкающем к ее закрытому торцу, расположенном по обе стороны от выходного сечения пламепередающей трубы.

27. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 23 - 26, отличающееся тем, что отверстия выполнены на участке трубы размещенной внутри запально-горелочного устройства, примыкающем к ее закрытому торцу, при этом вышеуказанные отверстия размещены симметрично относительно оси трубы и выполнены радиальными.

28. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 23 - 26, отличающееся тем, что отверстия выполнены на участке трубы, размещенной внутри запально-горелочного устройства, примыкающем к ее закрытому торцу, при этом вышеуказанные отверстия размещены симметрично относительно оси трубы и расположены под острым углом к плоскости поперечного сечения последней, а острый угол обращен в сторону лопаточного завихрителя потока.

29. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1,23 - 28, отличающееся тем, что заглушка торца трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, расположенного на стороне выхода из пламепередающей трубы, выполнена со сменными соплами, имеющими различные характеристики.

30. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 - 20, отличающееся тем, что внутри вышеуказанного устройства соосно последнему, по меньшей мере на участке пламепередающей трубы, примыкающей к ее выходному сечению, размещена труба, наружный радиус которой меньше минимального внутреннего радиуса кольцеобразного элемента, с наружной стороны которого размещены лопатки, при этом один торец вышеуказанной трубы выступает за наружную поверхность заглушки кольцеобразного элемента, а другой торец трубы по крайней мере совпадает с выходным сечением пламепередающей трубы и выполнен закрытым, а по меньшей мере участок внутренней трубы, обращенный к выходному сечению пламепередающей трубы, выполнен с уменьшающейся площадью поперечного сечения в направлении движения горючего газа внутри пламепередающей трубы.

31. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 30, отличающееся тем, что по меньшей мере участок трубы, расположенной внутри вышеуказанного устройства, с уменьшающейся площадью поперечного сечения в направлении движения горючего газа внутри пламепередающей трубы выполнен с по меньшей мере симметрично относительно оси запально-горелочного устройства расположенными отверстиями, сообщающими внутреннюю полость первой трубы с внутренней полостью пламепередающей трубы.

32. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 22 - 29, отличающееся тем, что участок трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, расположенный за выходным сечением пламепередающей трубы, выполнен изогнутым (загнутым).

33. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 21 - 32, отличающееся тем, что торец трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, выступающий за наружную поверхность заглушки кольцеобразного элемента, подсоединен участком трубы к трубопроводу подачи воздуха в вышеуказанное устройство через индивидуальное регулирующее запорное устройство.

34. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 21 - 33, отличающееся тем, что торец трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, выступающий за наружную поверхность заглушки кольцеобразного элемента, подсоединен участком трубы к трубопроводу подачи горючего газа в вышеуказанное устройство через индивидуальное регулирующее запорное устройство.

35. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 21 и 22, отличающееся тем, что в открытый торец трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, расположенный на стороне выхода из пламепередающей трубы, установлено сменное сопло, отличающееся от других сменных сопл своими характеристиками.

36. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 - 35, отличающееся тем, что по меньшей мере на участке пламепередающей трубы, примыкающем к выходному сечению лопаточного завихрителя потока, во внутреннем пространстве пламепередающей трубы, на радиально установленном стержне, обладающем возможностью радиального перемещения (осевого) и поворота вокруг своей оси, закреплен лепесток, поворачивающийся по направлению движения вихревого потока воздуха при работе запально-горелочного устройства, при этом вышеуказанный стержень, на котором закреплен лепесток, выходит через боковую стенку пламепередающей трубы наружу, а на торце стержня снаружи выполнена диаметральная риска, совпадающая с плоскостью симметрии лепестка.

37. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 21 - 36, отличающееся тем, что на участке трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, примыкающем к выходному сечению пламепередающей трубы, установлены опоры, жестко соединенные с наружной поверхностью вышеуказанной трубы и выполненные в виде стержней, обтекаемой для потока формы, при этом торец каждой опоры, обращенный к внутренней поверхности пламепередающей трубы, по меньшей мере свободно опирается на внутреннюю поверхность последней.

38. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 37, отличающееся тем, что по меньшей мере сходственные точки каждой опоры внутренней трубы расположены в одной и той же плоскости поперечного сечения запально-горелочного устройства.

39. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 37, отличающееся тем, что по крайней мере каждая опора внутренней трубы смещена друг относительно друга в осевом направлении вышеуказанного устройства.

40. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 37, 38 и 39, отличающееся тем, что опоры внутренней трубы расположены симметрично относительно оси запально-горелочного устройства в проекции на плоскость, перпендикулярную оси устройства.

41. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 21 - 36, отличающееся тем, что опоры выходного участка трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, по крайней мере целиком размещены за выходным сечением пламепередающей трубы и выполнены обтекаемой для выходящего потока при работе запально-горелочного устройства из последней формы.

42. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 32, 34, 36 - 41, отличающееся тем, что на изогнутом (загнутом) участке трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, расположенном за выходным сечением пламепередающей трубы, по меньшей мере на стороне, обращенной к выходному сечению пламепередающей трубы, выполнены отверстия, обеспечивающие при работе запально-горелочного устройства выход через них наружу горючего газа.

43. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 22, 34, 36 - 41, отличающееся тем, что к выходному сечению трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, примыкает съемное "паукообразное" распределительное устройство, в которое горючий газ входит по вышеуказанной трубе, а выходит из распределительного устройства по меньшей мере через две загнутые в направлении от оси запально-горелочного устройства трубки.

44. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 43, отличающееся тем, что по крайней мере в каждой загнутой трубке "паукообразного" распределительного устройства, по меньшей мере на стороне, обращенной к выходному сечению пламепередающей трубы, по ее длине выполнены отверстия, обеспечивающие при работе запально-горелочного устройства выход через них горючего газа наружу.

45. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 44, отличающееся тем, что по крайней мере выходной торец каждой загнутой трубки "паукообразного" распределительного устройства выполнен закрытым.

46. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 44, отличающееся тем, что в выходной торец по крайней мере каждой изогнутой трубки "паукообразного" распределительного устройства установлено сопло.

47. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 44, отличающееся тем, что в выходной торец, по крайней мере, каждой изогнутой трубки "паукообразного" распределительного устройства установлен распылитель с отверстиями.

48. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 21, 22, 32 - 34, 36 - 41, отличающееся тем, что на участке трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, примыкающем к ее выходному сечению, выполнены продольные прорези (разрезы), сообщающие внутреннее пространство вышеуказанной трубы с наружным пространством.

49. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 22, 32 - 34, 36 - 41, отличающееся тем, что на конце выходного участка трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, причем торец вышеуказанного участка выступает наружу за выходное сечение пламепередающей трубы, установлено съемное распыливающее устройство (насадок) с отверстиями, сообщающими внутреннее пространство первой с наружным пространством.

50. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 22, 33, 34, 36 - 41, отличающееся тем, что на конце выходного участка трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, причем торец вышеуказанного участка выступает наружу за выходное сечение пламепередающей трубы, установлен съемный завихритель потока, охватывающий своим кольцеобразным элементом трубу на конце вышеуказанного участка, а на наружной поверхности элемента равномерно относительно его оси размещены лопатки завихрителя потока, обеспечивающие закрутку последнего при работе запально-горелочного устройства.

51. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 22, 33, 34, 36 - 41, отличающееся тем, что на конце выходного участка трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, причем торец вышеуказанного участка выступает наружу за выходное сечение пламепередающей трубы, установлен съемный завихритель потока, охватывающий передней частью своего кольцеобразного элемента, обращенной в сторону, противоположную направлению движения выходящего из пламепередающей трубы потока, при этом по крайней мере на наружной поверхности элемента равномерно относительно его оси размещены лопатки завихрителя потока, обеспечивающие закрутку последнего при работе запально-горелочного устройства, и на внутренней поверхности его задней части, обращенной по направлению движения выходящего потока из пламепередающей трубы, равномерно относительно его оси размещены лопатки завихрителя потока, подобные вышеуказанным.

52. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 51, отличающееся тем, что направления закрутки потоков лопатками завихрителя потоков, размещенных на наружной и внутренней поверхностях кольцеобразного элемента, совпадают.

53. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 51, отличающееся тем, что направления закрутки потоков лопатками завихрителя потоков, размещенных на наружной и внутренней поверхностях кольцеобразного элемента, взаимно противоположны.

54. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 50 - 53, отличающееся тем, что передний торец каждой лопатки завихрителя потока, обращенный навстречу потоку, выходящего из пламепередающей трубы, выполнен обтекаемой формы.

55. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 50 - 53, отличающееся тем, что передний торец каждой лопатки завихрителя потока, обращенный навстречу потоку, выходящего из пламепередающей трубы, выполнен с острой входной кромкой.

56. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1, 22, 33, 34, 36 - 41, отличающееся тем, что на конце выходного участка трубы, размещенной внутри вышеуказанного устройства, причем торец вышеуказанного участка выступает наружу за выходное сечение пламепередающей трубы, надет съемный кольцеобразный элемент, охватывающий трубу по меньшей мере своей передней частью, обращенной в сторону, противоположную направлению движения выходящего из пламепередающей трубы потока, при этом по крайней мере на наружной поверхности элемента равномерно относительно его оси размещены разделители потока, обеспечивающие разделение потока горючего газа на ряд струй, выполненные в форме ребер, передний торец которых обращен навстречу потока, а продольная плоскость их симметрии совпадает с продольной плоскостью симметрии пламепередающей трубы, и на внутренней поверхности его задней части, обращенной по направлению движения выходящего потока из пламепередающей трубы, равномерно относительно его оси размещены разделители потока, обеспечивающие разделение потока, выходящего из внутренней трубы, на ряд струй, подобные вышеуказанным разделителям потока.

57. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 56, отличающееся тем, что передний торец каждого разделителя потока, имеющего форму ребра, выполнен обтекаемой формы.

58. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 56, отличающееся тем, что передний торец каждого разделителя потока, имеющего форму ребра, выполнен с острой входной кромкой.

59. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 - 20, 36, отличающееся тем, что за выходным сечением пламепередающей трубы установлен съемный завихритель потока, создающий вращательное движение последнего при работе устройства, расположенный соосно вышеуказанной трубе, внешний размер (контур) которого по меньшей мере расположен в границах потока горючего газа, выходящего из устройства, при этом завихритель потока закреплен на опорах, соединяющих последний с пламепередающей трубой.

60. Вихревое запально-горелочное устройство по пп. 1 и 53, отличающееся тем, что завихритель потока образован осью (стержнем круглого поперечного сечения) с жестко соединенными с ней винтообразными лопатками, при этом передний торец оси и передние кромки лопаток, обращенные навстречу потока, выполнены острыми, а ось жестко закреплена в опорах.