SU1710941A1 - Многосоплова горелка - Google Patents

Abstract

Изобретение может быть использовано в системах отоплени  газовых печей натре-. ва металла. Цель изобретени  - повышение эксплуатационной надежности. Дл  этого внутри каждого патрубка соплового аппарата встроено отсечное устройство, содержащее шток, один конец которого соединен с пружинным игольчатым клапаном, а другой выполнен из легкоплавкого материала и упираетс  в пластину патрубка. Дымовые газы передают теплоту трубчатым элементам . При нормальной работе горелки газ и воздух равномерно распредел ютс  по сопловому аппарату и трубчатым элементам и горелка функционирует в номинальном режиме . В случае засорени  кольцевого зазора между пластиной и трубчатым элементом происходит его перегрев, ведущий впоследствии к разрушению. При этом плавитс  легкоплавкий материал штока и срабатывает пружинный игольчатый клапан. Прекращаетс  подача газа в сгоревший патрубок, устран етс  локальный очаг, перегрева и предотвращаетс  процесс разрушени  го- . релки. 2 ил. ел с

Description

Изобретение относитс  к системам отоплени  газовых печей нагрева металла и может быть использовано в нагревательных и термических печах.

Известны газовые горелки, содержащие корпус с выходным соплом дл  подачи газа и расположенную по его оси перемещающуюс  в осевом направлении регулировочную иглу с несущим стержнем, причем стержень выполнен полым и внутри установлен электронагреватель .

Недостатком известным газовых горелок  вл етс  сложна  обв зка воздухо-ли газопроводами при их плотной установке, котора  необходима дл  обеспечени  высокой интенсивности теплоотдачи на нагревательной поверхности.

Кроме того, достаточно часто необходимо обеспечить автоматическое отключение одной газовой горелки системы отоплени , например, при ее выходе из стро .

Наиболее близкой к предлагаемой  вл етс  горелка, содержаща  кожух, разделенный , перегородкой на распределительную камеру, подключенную к инжектору с активным соплом сжатого воздуха, решетку с отверсти ми , установленную на выходе из раздающей камеры, причем перегородка снабжена сопловым аппаратом в виде патрубков с наконечниками, введенным в оть

версти  решетки с кольцевыми зазорами, причем патрубки с наконечниками соплового аппарата заключены в трубчатые элементы , закрепленные в отверсти  решетки, в горелка дополнительно содержит раздающую перегородку с отверсти ми, установленную в кожухе за решеткой по ходу потока, в отверсти  которой введены с кольцевыми зазорами указанные трубчатые элементы и второй инжектор с активным соплом сжатого воздуха, подключенный через окно в кожухе к полости между решеткой и раздающей перегородкой.

. Недостатком известной многосопловой горелки  вл етс  мала  эксплуатационна  надежность, причиной этого  вл етс  разрушение вследствие прогара отдельного трубчатого элемента и далее всех остальных , начина  с соседних,

Как показывает опыт эксплуатации подобных горелок возможен следующий механизм разрушени  - кольцевой зазор между наконечником соплового аппарата и трубчатым элементом  вл етс  наиболее узким сечением горелки и в случае содержани  гр зевых частиц различного происхождени  в воздухе горени  засор етс  кменно он. Источником загр знени   вл етс  не только наружный воздух, но и корпус горелки . В корпусе могут .содержатьс  частицы металла, материала уплотнени  и т.д., оставшиес  после сборки и монтажа, а также частицы окалины углеродистой стали корпуса при его перегреве. Поэтому установка сеточных или других фильтров не решает проблему очистки воздуха, а только увеличивает гидравлическое сопротивление устройства. Частичное засорение кольцевого зазора отдельного элемента приводит к уменьшению расхода воздуха через него вследствие роста гидравлического сопротивлени . Это ведет к перегреву чатого элемента (особенно в месте его засорени ) и росту окалины на нем/Таким образом, уменьшение проходного сечени  кольцевого зазора продолжаетс  по нарастающей . В дальнейшем область горени  неизбежно перемещаетс  в пространство между сопловым патрубком и трубчатым элементом и далее в корпус горелки (причиной этого  вл етс  то, что газ продолжает подаватьс  в патрубок соплового аппарата). Это приводит к быстрому выходу из стро  всей многосопловой горелки. Кроме того, нарушение стехиометрического соотношени  газ-воздух на наружной стороне рассматриваемого-трубчатого элемента ведет к тому, что догорание природного газа происходит в рекуперативном пространстве горелки, заключенном между

решеткой и раздающей перегородкой. Это нарушает расчетный режим работы горелки и приводит к дополнительному перегреву соседних элементов. Таким образом, в известной горелке за засорением и выходом из стро  одного элемента неизбежно следует разрушение всей горелки.

Возможно также разрушение насадок патрубка соплового аппарата вследствие

0 перегрева из-за незначительных дефектов изготовлени . При этом падает гидравлическое сопротивление газового тракта и через патрубок идет расход газа, значительно превышающий номинальный.

5 Цель изобретени  - повышение эксплуатационной надежности горелки за счет отключени  подачи газа в вышедшее из стро  сопло.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что

0 в многосопловой горелке, содержащей кожух с отверстием, разделенный перегородкой на распределительную камеру, подключенную к газовому патрубку, раздающую камеру, подключенную к воздушному

5 патрубку, причем перегородка снабжена сопловым аппаратом в виде патрубков, закрытых наконечниками соосно установленными в трубчатые элементы, закрепленные в отверсти х решетки и раздающую перегород0 ку с отверсти ми, в которые с кольцевым зазором введены указанные трубчатые элементы , внутрь каждого патрубка соплового аппарата дополнительно встроено отсеченного устройство, содержащее шток, один

5 конец которого соединен с пружинным игольчатым клапаном, а другой выполнен из легкоплавкого материала и упираетс  в наконечник патрубка.

Дополнительное размещение внутри

0 каждого патрубка соплового аппарата отсеченного устройства, содержащего шток, один конец которого соединен с пружинным игольчатым клапаном, а другой выполнен из легкоплавкого материала и упираетс  в на5 конечник патрубка, позвол ет отключать подачу газа в патрубок при перегреве, разрушении насадка и предохран ет от выхода из стро  соседние элементы.

Отсеченное устройство представл ет

0 собой совокупность датчика сигнализатора повышенной температуры (легкоплавкий материал штока - он выбираетс  дл  каждого конкретного случа  в зависимости от конструкций многосопловой горелки и ус5 ловий ее эксплуатации; в составе материала могут быть использованы металлы и сплавы с температурами плавлени  500- 700°С, например алюминий), исполнительного механизма (пружина) и запорного органа (игольчатый клапан).

Наиболее сильно подвержен перегреву и разрушению выходной участок соплового аппарата. При его перегреве или частичном разрушении легкоплавкий материал, из которого выполнен конец штока, упирающийс  в наконечник соплового аппарата , плавитс . При этом срабатывает пружинный игольчатый клапан и перекрывает доступ газа в сгоревший патрубок. Отключение сгоревшего сопла предотвращает перегрев и выход из стро  соседних сопел, а следовательно, и всей многосопловой горелки . Очевидно, что выход из стро  одного сопла горелки, при большом их общем числе , практически не снижает теплотехнических и технико-экономических показателей работы горелки..

Известны предохранительные устройства дл  газовых горелок, содержащие регулирующую пластину, одним концом закрепленную неподвижно, а другим - соединенную со штоком игольчатого клапана газового сопла, причем регулирующа  пластина выполнена из материала, обладающего эффектом пам ти формы.

Срабатывание известного предохранительного устройства, установленного в газовой горелке, происходит в случае внезапного затухани  пламени (а не перегрева , как это необходимо), поэтому его использование в предлагаемой многосопловой горелке невозможно. Более того, даже конструктивное изменение предохранительного устройства (например замена начального положени  регулирующей пластины на противоположное известному) не может решить проблему прекращени  подачи газа в сгоревший патрубок. Это обуславливаетс  невозможностью защитить регулирующую пластину от действи  высоких температур, ее перегрева и выхода из стро .

Известны также огнеустройные горелки с защитой от обратного удара, содержащие камеру сгорани , магистрали дл  подачи топлива и окислители, распределительную головку с обратным клапаном и водоохлаж- дающей системой, причем горелка снабжена гас щим цилиндром с подпружиненным поршнем, установленным в магистрали окислител , выполнена с запальным приспособлением , смонтированным в камере сгорани , и с электрическими контактами, соединенными с запальным приспособлением и гас щим цилиндром, i

Использование таких горелок взамен предлагаемой также невозможно вследствие чрезвычайного усложнени  конструкции и недостаточной надежности работы.

Нафиг.1 представлена соплова  горелка; , на фиг.2 - разрез А-А на Фиг. 1.

Многосоплова  горелка содержит кожух 12 с окном 2, разделенный перегородкой 3 на распределительную камеру 4, подключенную к газовому патрубку 5 и раз- дающую камеру 6, подключенную к воздушному патрубку 7, решетку 8 с отверсти ми 9, установленную на выходе из раздающей камеры 6. Перегородка 3 снабжена сопловым аппаратом в виде патрубков 10, закрытых

0 наконечниками 11 соосно установленными в трубчатые элементы 12, закрепленные в отверсти х 9 решетки 8. Трубчатые элементы 12 с кольцевым зазором 13 введены в отверсти  14 раздающей перегородки 15.

5 Внутри каждого патрубка 10 соплового аппарата встроено отсечное устройство, содержащее шток 16, один конец которого соединен с пружинным игольчатым клапаном 17, а другой выполнен из легкоплавкого

0 материала 18 и упираетс  в наконечник 11 патрубка 10.

Многосоплова  горелка работает следующим образом.

Дымовые газы, проход  через кольце5 вые зазоры 13, образованные отверсти ми 14 раздающей перегородки 15 и трубчатыми элементами 12, отдают тепло излучением и конвекцией последним и удал ютс  в отверстие 2 кожуха 1. Газ через патрубок 5 пода0 етс  в распределительную камеру 4, где равномерно раздаетс  по патрубкам 10 разделительной перегородки 3. Далее через калиброванные отверсти  наконечников 11 он истекает в продольный поток воздуха и сме5 шиваетс  с ним. Воздух горени  Подаетс  через патрубок 7 в раздающую камеру 6 с отверсти ми 9 в решетке 8 и распредел етс  по трубчатым элементам 12. Проход  по ним, воздух отбирает тепло и нагреваетс .

0 При нормальной работе всех сопел температура легкоплавкого материала 18 конца штока 16 поддерживаетс  ниже его температуры плавлени  и горелка функционирует в нормальном режиме. В случае засорени 

5 кольцевого зазора между наконечником 11 и трубчатым элементом 12 гр зевыми частицами или из-за дефектов изготовлени  наконечника 11 происходит его перегрев, ведущий впоследствии к разрушению. При

0 этом общий уровень температур в области наконечника 1.1 превышает предельно допустимый дл  легкоплавкого материала 18. Конец штока плавитс  и тер ет устойчивость. Под действием пружины закрываетс  иголь5 чзтый клапан 17 и перекрывает подачу газа в патрубок 10.

Остаточный расход воздуха продолжает проходить по трубчатому элементу 12, охлажда  его и предохран   от дальнейшего разрушени .

Таким образом, в предлагаемой много- сопловой горелке в сравнении с известной прекращение подачи газа в сгоревшее сопло устран ет локальный очаг перегрева и предотвращает лавинообразный процесс ее разрушени , повыша  тем самым эксплуатационную надежность и увеличива  срок службы примерно в 2 раза. Кроме того, выход из стро  одного элемента горелки не снижает теплотехнических и других показателей ее работы.

Claims (1)

1. Формула изобретени  Многосоплова  горелка, содержаща  кожух с окном отвода продуктов сгорани  и раздающей перегородкой с отверсти ми на одном из торцов, разделенный стенкой на распределительную камеру, подключенную

   к газовому патрубку, и раздающую камеру, подключенную к воздушному патрубку и перекрытую на выходе решеткой с отверсти ми , причем стенка снабжена сопловым

   аппаратом в виде патрубков, перекрытых с торца пластинами, соосно установленных в трубчатых элементах, закрепленных в отверсти х решетки и заведенных с кольцевым зазором в отверсти  раздающей

   перегородки.отличающа с  тем,что, с целью повышени  эксплуатационной надежности , в польсти каждого патрубка размещено отсечное устройство, выполненное в виде штока, один конец которого скреплен

   с пружинным игольчатым клапаном, а противоположный выполнен из легкоплавкого материала и установлен в контакте с пластинами патрубков соплового аппарата.

   Воздух са

   Дын

   Ш //-/3 15

   Фиг.-/

   //3 12 U

   еж гж11ГЖ жанкг г Г гл г  I rjr-tr F - jrj -jrrfjr jr r jr:r jr rjrjrjr rjvjrjr r4- fjrlt

   А-А

   Фиг. 2