SU296931A1 - Газовая горелка - Google Patents

Description

Изобретение относитс  к области химической промышленности, в частности к сжиганию газообразных топлив в ультразвуковом поле, создаваемом движуш,имс  потоком газообразного топлива. Оно может быть использовано в любых процессах сжигани  гаv4Co6pa3Horo топлива, в том числе в котельных агрегатах, промышленных технологических печах и факелах нефтепереработки и нефтехимии, печах утилизации газов, реакторах производства сажи, пиролиза природных и попутных газов, плавильных печах. В основном предлагаема  горелка предназначена дл  производства сажи.

Известные газовые горелки имеют корпус, в котором расположены патрубок дл  подачи газа и кольцева  распределительна  камера с радиальными каналами, соединенными с камерой смешени  и соплом.

К недостаткам этих горелок относ тс  небольша  эффективность процесса сжигани  топлива, сложность конструкции и большие габариты.

Цель изобретени  - повысить эффективность сжигани  топлива в горелке.

Предлагаема  горелка отличаетс  от известной тем, что ее камера смешени  выполнена в форме двухзаходной спирали Архимеда и посредством диафрагмы соединена с соплом , выходна  часть которого оформлена в виде тора.

Движущимс  потоком газообразного топлива создаютс  звуковые и ультразвуковые волны определенной частоты за счет использовани  энергии движущегос  потока и перепада давлени  в потоке газообразного топлива . Высока  стабилизаци  пламени при

изменении (форсировке) расхода газообразного топлива осуществл етс  за счет особой формы факела и частичного подсоса (эжекции ) как воздуха, поступающего на смешение в горелку, так и высокотемпературных продуктов сгорани , наход щихс  перед фронтом факела и его корн . Форма факела отличаетс  от факелов известных горелочных устройств и представл ет собой высокотурбулизированный тороид газовой смеси, расположенный под углом 180° к продольной оси горелки, и создаетс  за счет особой формы выходного сопла горелки с использованием эффекта Коанда.

Источником звуковых или ультразвуковых колебаний в газовой горелке служит резонатор с каналами, имеющими форму двухзаходной спирали Архимеда, где за счет набегани  потока на поток возникают мощные пульсаНа чертелчв представлен продольный разрез описываемой горелки с видом по стрелке, А и разрезами по Б-Б, В-В и Г-Г. Горелка состоит из трубы 1, подвод щей топливный газ; корпуса 2 с кольцевой распределительной камерой 3 дл  распределени  газа по цилиндрическим каналам 4 и радиальных каналов 5 дл  подвода подсасываемого воздуха, соединенных с камерой смещени  6, расположенной по оси корпуса; резонатора 7 с каналами 8, имеющими форму двухзаходной спирали Архимеда; диафрагмы 9 дл  прохода подсасываемого воздуха; сопла 10 с кольцевым выступом 11, представл ющим по форме половину тороида, и с цилиндрическим каналом 12, расположенным по оси сопла. При соединении корпуса с соплом создаетс  кольцева  распределительна  камера 13 дл  подвода топливного газа к входам в каналы резонатора. Горелка работает следующим образом. Топливный газ под давлением выще атмосферного (0,6-10 атм) непрерывно подаетс  по подвод щей трубе / в кольцевую распределительную камеру 3 корпуса, соединенную цилиндрическими каналами 4 с кольцевой распределительной камерой 13, образованной корпусом, соплом 10 и резонатором 7. В камере 13 газ распредел етс  на два потока, которые поступают в спиралевидные каналы 8 резонатора и, пройд  по этим каналам, приобретают центробел ное вращение. При набегании друг на друга потоки создают пульсации , привод щие к возникновению в них звуковых или ультразвуковых колебаний. За счет вихревого движени  потоков в резонаторе и разных диаметров выходного канала 12 и диафрагмы 9 происходит подсос (эжекци ) части воздуха, поступающего на горение дл  получени  газо-воздущной смеси через радиальные каналы 5 корпуса горелки. Прощедший через резонатор и колеблющийс  со звуковой или ультразвуковой частотой газовый поток,; смешанный с подсасываемым воздухом , выходит через строго расчетный по длине и диаметру канал 12 в зону горени  факела . Общий газо-воздушный поток, кроме колебательного , имеет еще и вихревое движение , созданное в резонаторе, поэтому при выходе из цилиндрического канала под действием центробежных сил он разворачиваетс  в воронкообразный факел. Так как выходное отверстие сопла имеет форму половины тороида , то под действием эффекта Коанда, заключающегос  в прилипании быстродействующего газового потока к твердой поверхности , происходит дальнейщее разворачивание вибрирующего факела, вплоть до перпендикул рного диска, к продольной оси горелки, тем самым создава  услови  дл  полного перекрыти  в амбразуре потока воздуха, поступающего на горение. Кроме того, при вихревом движении выход щего из сопла вибрирующего потока под действием центробежных сил происходит высокое разрежение по центру сопла (примерно до 0,4-0,8 ат), что создает условие подсоса к корню факела высокотемпературных продуктов сгорани , способствующих как стабилизации горени  факела, так и лучщему сгоранию газа. Предмет изобретени  Газова  горелка, например, дл  производства сажи, включающа  корпус, в котором расположены патрубок дл  подачи газа и кольцева  распределительна  камера с радиальными каналами дл  подачи воздуха, соединенными с камерой смещени  и соплом, отличающа с  тем, что, с целью повыщени  эффективности сжигани  топлива в горелке, камера смешени  выполнена в форме двухзаходной спирали Архимеда и посредством диафрагмы св зана с соплом, выходна  часть которого имеет форму тора.