ГАЗОМАЗУТНАЯ ГОРЕЛКА

Полезная модель относится к устройствам, обеспечивающим раздельное или совместное сжигание жидкого и газообразного топлива, и может быть использовано для кузнечных, литейных и термических печей, работающих, например, на природном газе или мазуте.
Известна газомазутная горелка, содержащая корпус с установленными по оси мазутной и газовой форсунками, смесительной камерой с кольцевой щелью для дополнительной подачи воздуха [Арсеев А.В. Сжигание природного газа, М., Металлургиздат, 1963, с.270, рис.10-20].
Недостатком этой горелки является низкая интенсификация процесса сжигания топлива за счет продолжительного смешения топлива с воздухом.
Другим примером известной газомазутной горелки, является устройство содержащее корпус с воздушным патрубком и центральным топливоподающим узлом, установленным в смесителе с последовательно размещенными цилиндрическим, конфузорным участками и выходным соплом, в первом из которых выполнены тангенциальные окна, а последнее образует с выходным участком корпуса кольцевой канал для выхода воздуха [А.С. №338748, кл F23d 12/00, опубл. 24.04.70 г. Бюл.№16].
Недостатком указанной горелки является то, что при низком давлении газа или любом давлении мазута, двухступенчатое смешение не обеспечивает интенсификацию процесса сжигания топлива за счет недостаточной подготовки топливовоздушной смеси.
Наиболее близка по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству, газомазутная горелка, [А.С. №675277, кл F23d 17/00, опубл. 25.07.1979 г. Бюл.№27], содержащая корпус с воздушным патрубком и центральным топливоподающим узлом, установленным в смесителе с последовательно размещенным цилиндрическим, конфузорным участками и выходным соплом, смеситель при этом между конфузорным участком и выходным соплом снабжен дополнительной ступенью смешения в виде последовательно размещенных цилиндрической и конфузорной обечаек, в первой из которых выполнены тангенциальные окна, а выходное сопло смесителя имеет форму кругового цилиндра.
К недостатку данной горелки относится то, что щели смесительной камеры не обеспечивают необходимую тангенциальность воздушных потоков, которая при небольших расходах может исчезнуть полностью, что приводит к недостаточной интенсификации процесса сжигания топлива.
Техническим результатом полезной модели является интенсификация процесса сжигания топлива за счет рассредоточения потока воздуха на более мелкие струи, а, следовательно, значительного сокращения пути смешивания топлива с воздухом.
Технический результат достигается тем, что в газомазутной горелке, содержащей корпус с воздушным патрубком и центральным топливоподающим узлом, установленным в смесителе с последовательно размещенными цилиндрическим, конфузорным участками и выходным соплом, в первом из которых выполнены тангенциальные окна, а последнее образует с выходным участком кольцевой канал для выхода воздуха, цилиндрический и конфузорный участки выполнены в виде единого конусного участка с сужением в сторону выходного сопла под углом наклона 3-5°, который снабжен четырьмя рядами тангенциальных окон, равномерно расположенных в шахматном порядке по длине конуса и выполненных в виде цилиндрических отверстий на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности сечения конуса, обеспечивающих скорость тангенциальных потоков не менее 60 м/с и совместное с выходным соплом пятиступенчатое смесеобразование топливовоздушной смеси для интенсификации процесса горения.
Газомазутная горелка изображена на чертеже, где на фиг.1 - общий вид, продольный разрез; на фиг.2 - смеситель данной горелки, его продольный разрез, а на фиг.3 - поперечный разрез смесителя данной горелки по сечению А-А на фиг.
Горелка имеет корпус 1 (фиг.1) с воздушным патрубком 2 и центральным топливоподающим узлом 3 с отверстиями для выхода газа 4, установленным в смесителе 5, выполненном в виде единого конусного участка, что равномерно увеличивает скорость топливовоздушных потоков в объеме смесителя 5, улучшая их смешивание. Смеситель 5 выполнен с сужением в сторону выходного сопла под углом наклона а, равным 3-5°. Значение угла наклона α менее 3° приводит к тому, что интенсификация процесса сжигания топлива не произойдет вследствие избытка топливной и недостатка воздушной составляющей в топливовоздушной смеси, что не позволит проходить реакции горения. Значение угла наклона а более 5° приводит к тому, что интенсификация процесса сжигания топлива также не произойдет вследствие избытка воздушной и недостатка топливной составляющей в топливовоздушной смеси, что не позволит проходить реакции горения. Смеситель 5 снабжен четырьмя рядами тангенциальных окон 6, равномерно расположенных в шахматном порядке по длине конуса (фиг.2) и выполненных в виде цилиндрических отверстий на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности сечения конуса (фиг.3), что обеспечивает скорость тангенциальных потоков не менее 60 м/с и четырехступенчатое смесеобразование топливовоздушной смеси для интенсификации процесса сжигания топлива за счет рассредоточения потока воздуха на более мелкие струи, а, следовательно, значительного сокращения пути смешивания топлива с воздухом. Скорость тангенциальных потоков менее 60 м/с не обеспечивает необходимую тангенциальность воздушных потоков и, следовательно, интенсификацию процесса сжигания топлива, так как не происходит рассредоточения потока воздуха на мелкие струи и сокращения пути смешивания топлива с воздухом. Между выходным соплом 7 и корпусом 1 образован кольцевой канал 8 для выхода воздуха, что обеспечивает еще более улучшенное смешивание топливовоздушных потоков, образуя пятую ступень смесеобразования, что приводит к еще большей интенсификации процесса сжигания топлива.
Устройство работает следующим образом: топливо, пройдя через отверстия для выхода газа 4, попадает в смеситель 5, выполненный в виде единого конусного участка с сужением в сторону выходного сопла под углом наклона а, равным 3-5°, который снабжен четырьмя рядами тангенциальных окон 6, равномерно расположенных в шахматном порядке по длине конуса и выполненных в виде цилиндрических отверстий на одинаковом расстоянии друг от друга по окружности сечения конуса. Таким образом в смесителе 5 благодаря единому конусному участку происходит плавное четырехступенчатое смешивание с закрученными воздушными потоками, поступающими через тангенциальные окна 6. Четырехступенчатое смешивание обеспечивает необходимую интенсификацию процесса сжигания топлива за счет рассредоточения потока воздуха на более мелкие струи, а, следовательно, значительного сокращения пути смешивания топлива с воздухом. Последняя пятая ступень смешивания обеспечивается подачей воздуха на сопло 7 из кольцевого канала 8, обеспечивающей еще более улучшенное смешивание топливовоздушных потоков, приводящее к еще большей интенсификации процесса сжигания топлива.
В предложенной горелке можно сжигать как раздельно, так и совместно газообразное и жидкое топливо.
Подача жидкого топлива, например мазута, к тангенциальным потокам распылителя, имеющим максимально возможную скорость, позволяет значительно увеличить путь и эффективность смесеобразования, для интенсификации процесса сжигания топлива.