УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЖИГАНИЯ ЖИДКОГО ТОПЛИВА

Устройство для сжигания жидкого топлива.
Техническое решение относится к энергетике и может быть использовано для сжигания топлива в промышленных агрегатах энергетического, металлургического и химического направлений.
Известно, что горение - это реакция окисления газа кислородом окружающего воздуха, которое происходит лишь на границе между газом и воздухом, в слое, называемом фронтом пламени, толщиной всего лишь в десятые доли миллиметра. Фронт пламени охватывает струю со всех сторон, и поэтому она кажется сплошным факелом. Интенсивное горение идет только в турбулентной части струи, где газ хорошо перемешивается с воздухом, там основная зона пламени.
Существует множество устройств для сжигания топлив, конструкции которых в той или иной мере направлены на повышение эффективности сгорания топлива, их экономичности, а также на снижение содержания вредных выбросов в продуктах сгорания.
Известно устройство для сжигания топлива во вращающейся печи по а.с. СССР №1179073, М.кл4 F27B 7/36, которое содержит коаксиально установленные центральную
и наружную трубы, подключенные соответственно к источникам топлива и воздуха и образующие камеру смешения,
снабженную турбулизатором потока в виде упругой пластины, которая установлена соосно центральной трубе и снабжена экраном, закрепленным на ней под углом SOSO0.
2000124730
Illlllillilllllllllllllll ШИПИ Illl
2000124730
МПК F23d
i
По этому изобретению газовый поток топлива, идущий по центральному каналу на выходе встречает препятствие в виде экрана, установленного под углом на упругой пластине. Под действием газового потока пластина отклоняется, однако вследствие ее упругих свойств она занимает исходное положение. В результате взаимодействия упругих свойств пластины и газового потока она начинает интенсивно вибрировать в результате чего топливо эффективно смешивается с воздухом. При всех достоинствах данное устройство обладает недостатком, а именно в условиях высоких температур срок службы такого турбулизатора незначителен из-за потери упругости пластины.
Известна также форсунка по а.с. СССР №1229516, М.кл4 F23d 11/34 (для служебного пользования), которая содержит корпус с выходным соплом и установленную по его оси в центрирующей опоре запорную иглу, снабженную приводом осевых колебаний. Осевое колебание обеспечивается системой дополнительных конструктивных элементов .
К недостаткам данной конструкции форсунки следует отнести ее сложность и, как следствие, высокую трудоемкость в изготовлении и обслуживании.
Известна Газомазутная горелка по а.с.СССР №1695048, М.кл4 F23d 17/00, от 31.01.89г.
Известная газомазутная горелка включает в себя мазутную форсунку, каналы первичного и вторичного воздуха, а также рециркуляционную вставку, установленную в камере подачи вторичного воздуха перед соплом форсунки. По мнению заявителя рециркуляционная вставка позволит усилить степень рециркуляции продуктов горения у корня факела и тем самым снизить образование окислов азота.
К недостаткам данной конструкции горелки следует отнести:
-если к корню факела (помимо первичного воздуха) подавать не чистый воздух, а продукты неполного сгорания через рециркуляционную вставку, то мы не только не снизили бы содержание окислов азота в продуктах сгорания, а наоборот, их увеличили бы за счет того, что окисление топлива, именно в этой зоне факела будет происходить неэффективно;
-относительно сложную конструкцию.
Наиболее близким решением по своей технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому устройству является Устройство для сжигания жидкого топлива по свидетельству на полезную модель № 11866 кл. F23d 7/00,приоритет от 10.11.1998г.
Согласно данного технического решения это устройство содержит корпус форсунки с выходным соплом, выполненным в виде конусной выемки с углом наклона образующей поверхности к оси корпуса форсунки в 25-35°, внутри которого соосно ему установлена топливоподающая игла с возможностью перемещения ее относительно выходного сопла, канал для подачи первичного воздуха и камеру подачи вторичного воздуха в которой установлен корпус форсунки.
При всех достоинствах данного устройства оно обладает :
-недостаточно высокой степенью эффективности сгорания жидкого топлива из-за ламинарных потоков воздуха и топлива, истекающих в зону сгорания.
Задачей полезной модели является повышение эффективности сжигания жидкого топлива.
Техническим результатом является более эффективное распыление топлива и воздуха, а также расширение диапазона устойчивой работы по расходу топлива.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что в устройстве для сжигания жидкого топлива, содержащем корпус форсунки с выходным соплом, выполненным в виде конусной выемки с углом наклона образующей поверхности к оси корпуса форсунки в 25-35°, внутри которого соосно ему установлена топливоподающая игла с возможностью перемещения ее относительно выходного сопла, канал для подачи первичного воздуха и камеру подачи вторичного воздуха в которой установлен корпус форсунки,конусная выемка по
окружности дополнительно соединена с каналом подачи первичного воздуха отверстиями, расположенными под углом к оси корпуса форсунки под углом 10-15°, кроме того наружная поверхность корпуса форсунки относительно конусной выемки выполнена обтекаемой формы.
Кратко техническая сущность поясняется следующим. Форма выходного сопла в виде конусной выемки с углом наклона образующей к оси в 25-35° к оси корпуса форсунки в совокупности с формой конца топливоподающей иглы, расположенной в зоне конусной выемки и, выполненной с возможностью перемещения относительно его, при широко известной системе использования первичного и вторичного воздуха, (окислителя) и кроме того подачей первичного воздуха через отверстия, выполненные в конусной выемке под углом к оси корпуса форсунки в 1015° позволяет получить более высокий результат сжигания жидкого топлива на 6-8%.
Этот результат достигается за счет непрерывного выделения из топливоподающей иглы отдельно взятых капель топлива, которые под действием значительного разряжения (под действием сжатого воздуха из канала) срываются в расширенный дифузор конусной выемки выходного сопла. В этой зоне, за счет высокой турбулентности, происходит быстрое преобразование капельной системы топлива в газообразную, которая в процессе преобразования и окисления имеет значительную величину факела горения. Вторичный воздух дополнительно обеспечивает окисление (дожигание) продуктов сгорания и, как следствие, увеличенную после выходного сопла длину факела.
Сравнение предлагаемого технического решения с известным по свидетельству №11866 показывает, что оно от него отличается:
- наличием на конусной выемке отверстий расположенных под углом 10-15° к оси корпуса форсунки, соединенных с каналом подачи первичного воздуха.
Из этого следует, что данное техническое решение обладает новизной.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется фигурой 1, на которой показан общий вид устройства для сжигания жидкого топлива в разрезе и фиг.2 вид А-где показано выходное сопло.
Устройство... включает в себя камеру 1 подачи вторичного воздуха, внутри которой установлен корпус форсунки 2 с выходным соплом 3. Внутри корпуса форсунки 2 и соосно ей установлена топливоподающая игла 4. Между наружной поверхностью 5 иглы 4 и внутренней поверхностью 6 корпуса форсунки 2 образован канал 7 для подачи первичного воздуха.
,(i tin /.Nfy
Выходное сопло 3 корпуса форсунки 2 имеет конусную выемку 8 с углом наклона образующей в 25-35° к оси корпуса форсунки 2, а конец 9 топливоподающей иглы 4 выполнен  - ой формы, цилиндрическая часть которой расположена в зоне конусной выемки 8 и установлена с зазором относительно ее. Кроме того, топливопода:ощая игла 4 снабжена с возможностью ее перемещения относительно выходного сопла 3 и имеет, например, резьбовое соединение 10.
Дополнительно конусная выемка 8 снабжена отверстиями 11, которые соединяют пространство выходного сопла 3 с каналом 7 подачи первичного воздуха.
При этом конусная выемка 8 снабжена отверстиями 10 по окружности.
Устройство для сжигания жидкого топлива работает следующим образом.
Через топливоподающую иглу 4 подают жидкое топливо, а через канал 7 первичный воздух (сжатый) и камеру 1 - вторичный воздух. Количества топлива и первичного воздуха,подаваемого на сжигание регулируют изменением положения топливоподающей иглы 4 относительно выходного сопла 3, которая передвигается в осевом направлении при повороте вокруг своей оси в резьбовом соединении 10. При этом, с приближением иглы 4 к выходному соплу 3 подача топлива уменьшается, при удалении увеличивается. При встрече топлива и первичного воздуха в зоне конусной выемки 8 они интенсивно смешиваются с образованием первичной топливовоздушной смеси. При дальнейшем на факел,содержащий продукты сгорания, воздействует вторичный воздух, которых максимально окисляет (сжигает) топливо.
ААЧб С  3- ,f :
Данное устройство прошло промышленное испытание и показало высокую эффективность по сравнению с известным прототипом.
Заведующий патентно-лицензионным отделом АО СибВАМИ
Авторы:
лЛ/7
В.Т.Степанов
tU C(JТ.К.Д реева К.А.Андреев