УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДДЕРЖАНИЯ ГОРЕНИЯ В ПЕЧИ

Предлагаемая полезная модель относится к области теплоэнергетики, а именно к устройствам для поддержания горения в печи, и может быть использована при сжигании твердого топлива, в частности, твердых бытовых отходов.
Известно устройство для поддержания горения в печи за счет сжигания жидкого топлива (патент RU № 2140610, МПК F23D 11/12, 1999), содержащее предназначенную для подвода топлива центральную цилиндрическую трубу с торцевой заглушкой. Центральная труба с зазором устанавливается в периферийную цилиндрическую трубу. При этом оси труб смещены друг относительно друга. Зазор между трубами служит для образования канала, в котором происходит смешивание топлива с воздухом. Топливо из центральной трубы поступает в отмеченный канал через сопло. Смещение осей труб создает эффект «вращающегося цилиндра», что позволяет закручивать поток топлива в момент его выхода из сопла. Кроме того, устройство снабжено кольцевым резонатором, установленным в плоскости торцевой заглушки центральной трубы. Воздух из бокового штуцера также поступает в канал, проходя до смешивания с топливом через завихрители. Завихрители установлены в канале на некотором расстоянии от сопла.
Использование известного устройства позволяет за счет равномерного смешивания топлива и воздуха во «вращающемся цилиндре» и сочетания акустического и динамического воздействия на потоки топлива и воздуха улучшить качество распыливания.
Однако известное устройство может использоваться только при строго дозированной подаче топлива под воздействием постоянного, причем невысокого, давления. При увеличении давления топливо, минуя сопло, будет выплескиваться в верхнюю часть центральной трубы, снабженную торцевой заглушкой. Выплеснувшаяся часть топлива, падая, будет создавать встречное движение основному потоку топлива, что в результате создаст пульсации потока топлива на выходе из сопла или вообще не даст возможности выхода топлива из сопла в канал для смешивания топлива с воздухом.
Известно устройство для поддержания горения в печи за счет сжигания жидкого топлива (патент RU № 2079783, МПК F23D 11/10, 1997), в котором для смешивания топлива с воздухом служит цилиндрическая камера с торцевой стенкой, по периферии которой выполнены выходные отверстия каналов ввода топлива, а по центру осевой канал ввода воздуха. Устройство также снабжено тангенциальными каналами ввода воздуха, выполненными в боковой стенке камеры. При этом выходные отверстия каналов ввода топлива и тангенциальные каналы ввода воздуха сгруппированы парами. Тангенциальные каналы ввода воздуха выполнены с продольной осью, наклоненной к плоскости торцевой стенки под углом, не превышающим 45° и пересекающей стенку в зоне, ограниченной площадью соответствующего выходного отверстия канала ввода топлива. При соблюдении указанной величины упомянутых углов под воздействием осевой составляющей скорости струй воздуха уменьшается толщина пленки топлива и повышается эффективность его дробления. Устройство также снабжено дополнительными тангенциальными каналами ввода воздуха, выполненными в боковой стенке камеры, продольная ось которых наклонена к плоскости торцевой стенки под углом 10 …30°.
Обратное направление закрутки струй воздуха, выходящих из дополнительных каналов, по отношению к направлению закрутки струй, выходящих из основных тангенциальных каналов, повышает интенсивность процесса перемешивания.
Недостатком известного устройства является то, что отмеченный механизм перемешивания топлива с воздухом приводит к замедлению потока топлива при его выходе в область горения топлива.
Известно устройство для поддержания горения в печи за счет сжигания жидкого топлива (патент RU № 147942, МПК F23D 11/10, 2014), содержащее корпус, установленный соосно в нем внешний цилиндр, на конце которого с внутренней стороны образован цилиндрический буртик, цилиндрическую вставку, соосно расположенную с внешним цилиндром, внутренний цилиндр, установленный соосно с цилиндрической вставкой, и цилиндрическую камеру для смешивания топлива с воздухом, соединенную с каналом ввода топлива и выполненными в боковой стенке камеры тангенциальными каналами для ввода воздуха. Часть канала ввода топлива выполнена в виде конфузора и диффузора. Диффузор имеет два участка, один из которых, соединенный с камерой для смешивания топлива с воздухом, представляет собой усеченный конус, а другой, соединенный с конфузором, представляет собой шаровой слой. Тангенциальные каналы для ввода воздуха расположены непосредственно за диффузором. Ось каналов наклонена в сторону диффузора.
В известном устройстве воздух подается по тангенциальным каналам, расположенным непосредственно за диффузором, благодаря чему топливо, которое находится в диспергированном состоянии, интенсивно перемешивается с воздухом и далее ускоренно под воздействием осевой составляющей скорости воздуха движется в зону поджигания и горения.
Однако в известном устройстве за счет наличия тангенциальной составляющей скорости движения топливовоздушной смеси дальнобойность факела пламени недостаточно велика.
Технической проблемой предлагаемой полезной модели является повышение полноты сгорания твердого топлива в печи путем увеличения дальнобойности факела пламени жидкого топлива за счет отсутствия в предлагаемом устройстве тангенциальной составляющей скорости.
Техническим результатом, достигаемым предлагаемой полезной моделью, является сохранение осевой составляющей скорости движения топливовоздушной смеси, что увеличивает дальнобойность факела пламени.
Техническая проблема решается, а технический результат достигается тем, что устройство для поддержания горения в печи, содержащее корпус, установленный соосно в нем внешний цилиндр, на конце которого с внутренней стороны образован цилиндрический буртик, цилиндрическую вставку, соосно расположенную с внешним цилиндром, и внутренний цилиндр, установленный соосно с цилиндрической вставкой, согласно полезной модели оно снабжено электрической свечой, установленной во внутреннем цилиндре, цилиндрический буртик внешнего цилиндра выполнен с поперечными прямоугольными канавками, а на другом его конце выполнены отверстия для подачи топлива, цилиндрическая вставка образует с внешним цилиндром канал для перепуска топлива, сообщенный с отверстиями для подачи топлива, и выполнена с отверстиями для подачи воздуха и образует торцом и цилиндрическим буртиком внешнего цилиндра кольцевую щель для прохода топлива, внутренний цилиндр образует с цилиндрической вставкой канал для перепуска воздуха, сообщенный с отверстиями для подачи воздуха и кольцевой щелью для прохода топлива, и имеет на конце с внутренней стороны цилиндрический выступ с продольными прямоугольными канавками.
Техническая проблема решается, а технический результат достигается также тем, что цилиндрическая вставка может быть отцентрована с помощью пилонов.
На фиг. 1 приведен продольный разрез предлагаемого устройства. На фиг. 2 - вид А фиг. 1.
Предлагаемое устройство для поддержания горения в печи содержит корпус 1, установленный соосно в нем внешний цилиндр 2, на конце которого с внутренней стороны образован цилиндрический буртик 3 с поперечными прямоугольными канавками 4, а на другом его конце выполнены отверстия 5 для подачи топлива, цилиндрическую вставку 6, соосно расположенную с внешним цилиндром 2, образующую с ним канал 7 для перепуска топлива, сообщенный с отверстиями 5 для подачи топлива, выполненную с отверстиями 8 для подачи воздуха и образующую торцом и цилиндрическим буртиком 3 внешнего цилиндра 2 кольцевую щель 9 для прохода топлива, внутренний цилиндр 10, установленный соосно с цилиндрической вставкой 6, образующий с ней канал 11 для перепуска воздуха, сообщенный с отверстиями 8 для подачи воздуха и кольцевой щелью 9 для прохода топлива, и имеющий на конце с внутренней стороны цилиндрический выступ 12 с продольными прямоугольными канавками 13, и электрическую свечу 14, установленную во внутреннем цилиндре 10. Цилиндрическая вставка 6 отцентрована с помощью пилонов 15. На корпусе 1 с наружной стороны установлены коллекторы 16 и 17 с подводящими трубопроводами 18 и 19 для подачи воздуха и топлива, а также фланец 20 для крепления устройства к печи. Для предотвращения утечки топлива между корпусом 1 и внешним цилиндром 2, между внешним цилиндром 2 и цилиндрической вставкой 6, а также между цилиндрической вставкой 6 и внутренним цилиндром 10 установлены прокладки 21.
Предлагаемое устройство для поддержания горения в печи работает следующим образом.
Сжатый воздух и жидкое топливо (например, керосин, солярка) одновременно подаются через трубопроводы 18 и 19 в коллекторы 16 и 17 соответственно. Затем они поступают раздельно через отверстия 8 и 5 в каналы 11 и 7 для перепуска воздуха и топлива. Далее топливо проходит через кольцевую щель 9 в конец канала 11 для перепуска воздуха и смешивается с последним. Для устранения возможного преждевременного воспламенения топливовоздушной смеси из-за смешения топлива с воздухом каналы 7 и 11 отделены один от другого цилиндрической вставкой 6. За счет турбулизации потока (возникновения вихрей) в поперечных прямоугольных канавках 4 буртика 3 внешнего цилиндра 2 жидкое топливо дробится на мельчайшие капли, в результате чего топливовоздушная смесь из устройства выходит в виде мелкого аэрозоля и надежно воспламеняется от искры свечи 14. Благодаря наличию свечи 14 устройство может работать автономно. Выполнение продольных прямоугольных канавок 13 в цилиндрическом выступе 12 внутреннего цилиндра 10 и поперечных прямоугольных канавок 4 в цилиндрическом буртике 3 внешнего цилиндра 2 обеспечивает сохранение осевой составляющей скорости движения топливовоздушной смеси, что увеличивает дальнобойность факела пламени.