КАМЕРА СГОРАНИЯ

Полезная модель относится к области тепловой энергетики и может быть использована при сжигании газообразных топлив, а также в химической, нефтехимической и других отраслях промышленности.
Известна камера сгорания, разработанная специалистами фирмы Mitsubishy Heavy Industries, которая состоит из корпуса, жаровой трубы, фронтовой доски, на которой по окружности расположено n-горелочных устройств с предварительной подготовкой топливно-воздушной смеси, по оси камеры сгорания установлено диффузионное горелочное устройство, в первичной зоне камеры сгорания выполнено ударно-пленочное охлаждение стенки жаровой трубы. Выход горелочных устройств с предварительным смешением топлива выполнен под углом к фронтовой доске в окружном направлении, так что при выходе из n-горелочных устройств возникает дополнительная закрутка потока. (US 6772594B2, МПК F23R 3/00, опубл. 10.08.2004).
Недостатком известной камеры сгорания являются низкий диапазон устойчивой работы и низкие экологические характеристики, эти недостатки вызваны следующим: трудно стабилизировать горение на периферии камеры сгорания; отсутствует диффузионная подача топлива в периферийные горелочные устройства; пленочное охлаждение первичной зоны приводит к образованию слоев смешения между реагирующими продуктами сгорания и воздухом, в этих слоях смешения при сжигании бедной предварительно подготовленной смеси возможно «замораживание» реакции окисления оксида углерода (СО).
Известна камера сгорания, содержащая цилиндрический корпус, соосную с ним жаровую трубу с расположенными равномерно по окружности отверстиями для подачи воздуха на смешение, образующую с цилиндрическим корпусом проточную полость для воздуха, n-периферийных горелочных устройств, расположенных по окружности с торца на входе в жаровую трубу, и центральное горелочное устройство, расположенное по оси жаровой трубы, цилиндрический экран, выполненный из листового материала, изготовленного из холодного проката и загнутого в цилиндр перпендикулярно линии проката, причем на поверхности экрана выполнены местные выступы-зиги в форме полуокружности в продольном сечении камеры, выпуклая часть которых направлена к оси экрана, и расположенный внутри жаровой трубы соосно ей и образующий с ней кольцевой канал для прохода охлаждающего воздуха, а также свечу зажигания, горелочные устройства выполнены с предварительной подготовкой топливоздушной смеси и установлены на фронтовой доске, расположенной на входе в жаровую трубу, причем свеча зажигания установлена по центру центрального горелочного устройства, на стенке жаровой трубы напротив экрана равномерно по окружности выполнены дополнительные отверстия для подачи к нему охлаждающего воздуха (RU №105006, опубликовано 27.05.2011)
По совокупности признаков это техническое решение является наиболее близким к заявленному и принято за прототип.
Недостатком известного устройства являются металлоемкость и узкий диапазон устойчивости горения.
Заявленное техническое решение позволяет обеспечить необходимую температуру продуктов сгорания и может быть использовано в качестве источника тепла для пусковых систем топок с кипящим циркулирующим слоем. Кроме того, разделение воздуха, подаваемого нагнетателем в трубопровод, на два потока, с образованием заградительной пленки на внутренней стенке пламенной трубы способствует предотвращению ее прогорания и увеличивает надежность и ресурс работы камеры сгорания.
Предложена камера сгорания, включающая цилиндрический корпус, соосную с ней пламенную трубу. В торце которой расположен смеситель с отверстиями для подачи воздуха, центральное горелочное устройство, расположенное с фронта по оси пламенной трубы с отверстиями для подачи воздуха, цилиндрический экран, образующий кольцевой канал с пламенной трубой, при этом цилиндрический экран расположен снаружи пламенной трубы, а на выходе из горелочного устройства установлен конический стабилизатор горения.
Полезная модель иллюстрируется чертежом.
Камера сгорания включает корпус 1 цилиндрической формы с пламенной трубой 2. В торце пламенной трубы 2 расположен смеситель 3 с отверстиями. С фронта по оси пламенной трубы 2 установлено одногорелочное фронтовое устройство 4 диффузионного типа с коническим стабилизатором горения, в состав которого входит воздухонаправляющее устройство с осевым лопаточным завихрителем 5, газораздающее устройство центрального типа 6 с коническим газовым насадком 7, имеющим несколько рядов отверстий, экрана 8. Запальник установлен под углом к оси горелочного устройства 4.
Камера сгорания работает следующим образом.
Воздух, подаваемый нагнетателем поступает в трубопровод подвода воздуха Одна часть воздуха, поступает в одногорелочное фронтовое устройство 4, где посредством осевого лопаточного завихрителя 5 закручивается. Другая часть воздуха проходит через кольцевой канал, образованный экраном 8 и пламенной трубой 2 и частично через отверстия поступает в пламенную трубу 2, образуя заградительную пленку на ее внутренней стенке и через n-отверстий поступает в смеситель 3. Через газораздающее устройство 6 одногорелочного фронтового устройства 4 подается газ, который истекает через отверстия в коническом насадке 7 газораздающего устройства 6, и, смешиваясь с воздухом, образует топливовоздушную смесь, сгорающую в объеме пламенной трубы 2 с образованием высокотемпературных продуктов сгорания. В смесителе 3 воздух разбавляется с продуктами сгорания, образуя газовоздушную смесь заданной температуры, поступающую под воздухораспределительную решетку топки с циркулирующим кипящим слоем и обеспечивает прогрев материала слоя.