ИСПАРИТЕЛЬНАЯ ГОРЕЛКА

Настоящая полезная модель относится к области энергетики, а именно к горелочным устройствам, работающим на испаренном жидком топливе и может быть применена в промышленных печах, предназначенных для переплавки вторичного алюминия и его сплавов или других цветных металлов с температурой плавления 750° С и выше.
Полезная модель может быть применена в термических, кузнечных цехах, установках для обжига кирпича, в топках котлов и других теплотехнических и бытовых установках.
Известно «Переломное устройство  1 , включающее наружный и внутренний кожухи, в последнем из которых установлена жаровая труба, выполненная в виде усеченного конуса с входным диффузором, к которому подведен топливный паропровод, подключенный к верхней полости внутреннего кожуха, служащего емкостью для топлива. При этом на поверхности наружного кожуха выполнены отверстия для подвода воздуха и выпуска продуктов сгорания.
Это горелочное устройство имеет узкое назначение и предназначено лишь для подогрева двигателя внутреннего сгорания. Оно не позволяет обеспечить большие температуры факела и, следовательно, не может быть применено для высокотемпературного обогрева, необходимого, например, для расплавления и прогрева металла в металлургических печах или, например, для обжига кирпича. В этом горелочном устройстве невозможно регулировать форму факела, а открытый огонь снижает технику безопасности и ухудшает экологические условия.
меру сгорания с воздухоподводящим патрубком и соплами для подвода топлива, подключенными к испарительной полости, и расположенный по периферии поддон для розжига. При этом испарительная полость установлена в поддоне верхней частью на 0,4 - 0,6 ее высоты, а нижней частью - в камере сгорания, и сопла выполнены на внутренних стенках испарительной полости.
Эту горелку характеризует сложность конструкции, она может применяться только в вертикальном положении, без сжатого воздуха (автономно) работать не может.
За счет использования сжатого воздуха температура факела недостаточно высока для переплавки, например, вторичного алюминия. Температура сжатого воздуха ниже температуры окружающей среды за счет его сжижения. В результате подачи сжатого воздуха на холодных стенках горелки появится конденсат, который, испаряясь, выделяет пары кислорода и водорода. Пары водорода активно усваиваются алюминием при его переплавке, а это - вредная примесь в расплаве. Избыток же кислорода воздуха в печи дополнительно будет окислять алюминий.
Известна «Горелка  3 , содержащая смеситель с испарителем на выходном участке и расположенным на входе коллектором для подачи испаренного топлива. При этом на выходном участке смесителя предусмотрена факельная камера, расположенная в корпусе, выполненном с возможностью продольного перемещения.
Горелку также отличает сложность конструкции. Поток газовоздушной смеси направлен по осевой линии горелки. Конфузорная форма факельной камеры сужает факел, делает его направленным на ограниченный участок тепловоспринимающей поверхности. Это не позволяет использовать данную горелку для расплавления, например, вторичного алюминия, так как направленный в определенную точку факел прожигал бы алюминиевый скрап, но не расплавлял его. Кроме
того, горелка не обеспечивает достаточно интенсивного испарения топлива (потери тепла на обогрев корпуса и выходного участка в целом). Следовательно, плотность факела и его тепловые характеристики недостаточно велики для использования, например, при переплавке алюминия и его сплавов, температура плавления которых не превышает 750° С.
Использование открытого спиралеобразного испарителя в горелках для переплавки алюминия привело бы к неравномерному испарению топлива из различных витков испарителя, а также снизила бы надежность конструкции ввиду возможного прожигания витка, обращенного к диффузионной камере.
Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемой является «Испарительная горелка  4 , содержащая диффузионную камеру, на выходе которой соосно расположен испаритель, а на входе устройство для подачи испаренного топлива, соединенное топливопроводом с испарителем, отличающаяся тем, что испаритель выполнен кольцевым, причем расстояние от выходного среза диффузионной камеры до обращенной к нему поверхности испарителя равно 1/5 ... 1/6 внутреннего диаметра испарителя, а отношение диаметра выходного среза диффузионной камеры к внутреннему диаметру испарителя составляет 1 :1,5.
Обслуживание и ремонт этой горелки представляют определенные трудности из-за неразборной конструкции испарителя, что ограничивает срок эксплуатации горелки сроком службы испарителя.
Кроме того, объем камеры испарителя недостаточен для более интенсивного испарения топлива, а, следовательно, достижение наилучших тепловых характеристик факела невозможно при данной конструкции испарителя.
а)осуществить сгорание жидкого топлива уже преобразованного в испарителе в пары бензина;
б)осуществить регулировку геометрических и тепловых характеристик факела;
в)упростить обслуживание горелки и увеличить срок ее службы.
Для этого испарительная горелка содержит диффузионную камеру, соосно расположенный с ней испаритель и установленное на входе в диффузионную камеру устройство для подачи испаренного топлива, соединенное топливопроводом с испарителем.
Отличием от прототипа является то, что испаритель выполнен в виде полой испарительной камеры, образованной вокруг диффузионной камеры посредством смонтированных на ее наружной поверхности передней и задней торцевых стенок, жестко соединенных между собой кожухом, при этом устройство для подачи испаренного топлива установлено с возможностью осевого перемещения, а топливопровод выполнен съемным.
Выполнение испарителя вокруг диффузионной камеры позволяет:
а)вывести испаритель из зоны высоких температур факела (до 400° С) и исключить тем самым образование нагаров внутри полой испарительной камеры. Т.е. такие компоненты топлива, как сера и парафины будут поступать через устройство для подачи испаренного топлива в диффузионную камеру в парообразном состоянии и полностью сгорать в образующемся факеле, а не сгорать в испарителе, образуя шлаки;
б)увеличить объем паров топлива за счет увеличения объема камеры испарения;
в)обеспечить увеличение срока службы испарительной горелки за счет быстрой реставрации путем замены только задней торцевой стенки испарителя.
Применение съемного топливопровода обеспечивает простоту обслуживания и чистки без привлечения ремонтных служб.
Сущность полезной модели подтверждается чертежом, на котором представлен продольный разрез испарительной горелки.
Испарительная горелка содержит диффузионную камеру 1, кожух 2, например, цилиндрический. Кожух 2 может иметь разнообразную форму: шаровую, форму куба, параллелепипеда, а также объединять в себе несколько диффузионных камер 1. На наружной поверхности диффузионной камеры 1 смонтированы жестко соединенные между собой кожухом 2 передняя 3 и задняя 4 торцевые стенки, образующие вокруг наружной поверхности диффузионной камеры 1 испаритель 5, представляющий собой полную кольцевую цилиндрическую испарительную камеру, соосную с диффузионной камерой 1.
На входе в диффузионную камеру 1 смонтировано устройство для подачи испаренного топлива, выполненное в виде цилиндрического насадка 6.
Топливопровод 7 выполнен съемным и соединяет испаритель 5 и насадок 6, который закреплен на топливопроводе 7 с помощью резьбы и установлен с возможностью осевого перемещения в диапазоне 40-50 мм. Насадок 6 образует в диффузионной камере 1 кольцевой зазор 8.
Испаритель 5 соединен трубопроводом 9 с резервуаром для подачи топлива (на фиг. не показан).
Испарительная горелка работает следующим образом.
Жидкое топливо из резервуара (на фиг. не показан) самотеком поступает в испаритель 5, где оно нагревается до парообразного состояния.
Пары топлива по топливопроводу 7 поступают на насадок б и выходят из него, эжектируя часть необходимого для горения воздуха (первичный воздух) из окружающей срезы через кольцевой зазор 8, образуя паровоздушную смесь.
Под действием этого воздуха в диффузионной камере 1 происходит более интенсивное горения топлива. Поток паровоздушной смеси, перемещаясь к срезу диффузионной камеры 1 интенсивно турбулизируется, что позволяет обеспечить полное сгорание топлива и широкий факел на выходе диффузионной камеры 1.
За счет температуры, образующейся в диффузионной камере 1, нагревается ее наружная поверхность, являющаяся одновременно внутренней стенкой испарителя 5.
Наружная поверхность диффузионной камеры 2 выделяет тепло, необходимое для приведения жидкого топлива в парообразное состояние.
Экспериментально установлено, что наилучшая интенсивность горения, температура и длина факела достигается за счет регулировки живого сечения кольцевого зазора 8 путем перемещения насадка 6 по резьбе в диапазоне 40-50 мм.
Для полного сжигания паровоздушной смеси используется вторичный воздух, содержащийся в полости печи или другой теплотехнической установке, в которой установлена испарительная горелка.
Источники информации:
1.А.с. СССР № 302489, МКИ Р23Д5/04, 1968 г. «Горелочное устройство.
2.А.с. СССР № 5777353, МКИ Р23Д5/04, 1975 г. «Горелка.
3.А.с. СССР № 330305, МКИ Р23Д5/04, 1970 г. «Горелка.
4.Свидетельство РФ на полезную модель № 271, МКИ Р23Д5/04, 1993 г. «Испарительная горелка (прототип). Заявители: Архипов А.А. &г/гI« ,#
оич хлЙ/-& АС.4. Архипова З.Ф.
Jfa)& ie.f-fA