ИНЖЕКЦИОННЫЙ СМЕСИТЕЛЬ ГОРЕЛКИ

Полезная модель относится к смесителям горелочных устройств для сжигания горючих газов и может быть использована в химической, нефтехимической, теплоэнергетической и других отраслях промышленности, а так же применяться в отопительных установках, используемых для обогрева.
Известна газовая инжекционная горелка, включающая газовую камеру, образованную цилиндрической боковой и торцевыми стенками, патрубок подвода газа, смесительные стволы, газовые сопла с наклоном к оси ствола, вентилятор. (Патент RU 2395035 С1. Газовая инжекционная горелка. - МПК: F23D 14/02. - 20.07.2010).
Недостатками такой инжекционной горелки является низкий коэффициент полезного действия (к.п.д.) из-за недостаточной полноты сгорания газа, вызванной плохим смешением горючего газа с воздухом.
Наиболее близким, по технической сущности, к заявляемому инжекционному смесителю горелки, принятым за прототип, является инжекционный смеситель горелки, содержащий трубчатый корпус с газовым коллектором, с тангенциально присоединенным к нему патрубком подвода газа. К полости корпуса подключены сопла, выполненные с наклоном в сторону движения воздуха. Оси сопел при пересечении с радиусом трубчатого корпуса образуют угол 22-25°, а оси сопел при пересечении с продольной осью трубчатого корпуса образуют угол 40-45°. (А.С. №805009. Инжекционный смеситель горелки. - МПК: F23D 13/40. - 15.02. 1981).
Недостатком инжекционного смесителя является то, что при работе инжекционного смесителя на малых расходах и в условиях разряжения из-за воздействия сильного воздушного потока, движущегося по трубчатому корпусу на начальный участок газовых струй, истекающих из сопел, расположенных на внутренней стенке трубчатого корпуса, происходит срыв горения, что снижает устойчивость работы горелки. Это вызвано тем, что длина трубчатого корпуса по сравнению с его диаметром намного больше, вследствие чего при работе на больших расходах горючего газа из-за теплового сопротивления трубчатого корпуса происходит «запирание» инжекционного смесителя горелки, что снижает полноту сгорания топлива. Полнота сгорания топлива снижается также из-за недостаточной интенсивности смешивания горючего газа с инжектируемым воздухом, что снижает к.п.д. горелочного устройства.
Задача, на решение которой направлено заявленное техническое решение, заключается в повышении к.п.д. инжекционного смесителя горелки.
Данная задача решается за счет того, что инжекционный смеситель горелки содержит трубчатый корпус с газовым коллектором, патрубок подвода газа и сопла, установленные с наклоном к продольной оси трубчатого корпуса и в сторону движения воздуха. Трубчатый корпус присоединен торцом к верхней стенке газового коллектора, последний содержит патрубок с днищем. На боковой стенке патрубка выполнены воздушные окна с наклонными лопатками, через которые вентилятором подается воздух в патрубок, при этом высота трубчатого корпуса равна его внутреннему диаметру, а соотношение внутреннего диаметра трубчатого корпуса к диаметру патрубка составляет от 1,1 до 1,2. На днище патрубка установлено запально-защитное устройство и сопла установлены в верхней части коллектора диаметрально на одинаковом расстоянии друг от друга.
Техническим результатом является повышение к.п.д. горелки путем интенсификации и качества смесеобразования за счет оптимального соотношения диаметра трубчатого корпуса к диаметру патрубка, а также использования запально-защитного устройства и вентилятора.
Устройство поясняется фиг. 1, где изображен общий вид инжекционного смесителя горелки, на фиг. 2 - изображен вид сверху, где:
1 - газовый коллектор; 2 - верхняя часть газового коллектора; 3-наклонные сопла; 4 - трубчатый корпус; 5 - патрубок для подвода газа; 6 -нижняя часть газового коллектора; 7 - цилиндрическая внутренняя стенка; 8 - наклонные лопатки; 9 - смотровой глазок; 10 - патрубок; 11 - запально-защитное устройство; 12 - днище; 13 - воздушные окна; 14 - воздушный коллектор; 15 - вентилятор.
Устройство работает следующим образом. Горючий газ по патрубку 5 подается в газовый коллектор 1 и истекает по четырем наклонным соплам 3 в трубчатый корпус 4. Газовые струи, истекающие в полость трубчатого корпуса 4 под определенными углами, инжектируют воздух и закручивают газовоздушную смесь, тем самым интенсифицируя тепло- и массообменные процессы. Этому способствует наддув воздуха в коллектор 14 вентилятором 15, закручиванием воздушного потока наклонными лопатками 8, поступающими в трубчатый корпус 4 через воздушные окна 13. Поджиг газовоздушной смеси осуществляется от запально-защитного устройства 11, расположенного на днище 12. Контроль за горением газовоздушной смеси осуществляется через смотровой глазок 9. Полнота сгорания газо-воздушной смеси достигается за счет инжекции необходимого количества воздуха и качественного смешения горючего газа с воздухом. Равенство высоты Н трубчатого корпуса 4 и его диаметра D обеспечивает качественное смешение на коротком участке без «запирания инжекционного смесителя» при больших расходах горючего газа. Далее продукты сгорания горючего газа истекают в топочное пространство теплового агрегата или в атмосферу. Начальные участки газовых струй, истекающих из наклонных сопел 3, защищены от инжектируемого воздушного потока внутренней цилиндрической стенкой 7 газового коллектора 1, что обеспечивает устойчивое горение газо-воздушной смеси при работе на малых расходах и в условиях разрежения.