Газовая горелка

 

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при сжигании различных газов в энергетических установках. Цель изобретения - повышение экономичности работы путем улучшения смесеобразования. Горелка содержит газовое сопло 5 в виде диффузора с входным срезом 10, инжектор 4 с выполненными в его зоне в стенке 2 каналами 11 для подсоса воздуха. Срез 10 газового сопла 5 выполнен в виде усеченного конуса. Образующая усеченного конуса плавно переходит в участок 9 торообразной эллипсоидной в сечении смесительной камеры 1, при этом меньшие диаметры эллипсов расположены под углом к продольной оси камеры. В полости камеры 1 имеется уступ 6, образованный за счет резкого уменьшения кривизны участка 9 эллипса от точки пересечения меньшего диаметра эллипса с его наружной образующей. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 F 23 D!4 62

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А ВТОРСКОМ,К СВИДЕТЕЛЬСТВУ

12

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

l1O ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4483301/24-06 (22) 16.09.88 (46) 30.08.90. Бюл. № 32 (71) Научно-производственное объединение по защите атмосферы, водоемов, использованию вторичных энергоресурсов и охлаждению металлургических агрегатов на предприятиях черной металлургии .<Энергосталь» (72) А. П. Ищенко, Я. И. Городецкий, О. В. Цыбочкин, В. Ф. Обозный

P Г. Саруханов, М. Н. Дубровин, С. К. Мэн и А. В. Ильченко (53) 662.951.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 368449, кл. F 23 D 14/66, !973. (54) ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА (57) Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при сжигании раз„„SU„„1588993 A 1 личных газов в энергетических установках.

Цель изобретения — повышение экономичности работы путем улучшения смесеобразования. Горелка содержит газовое сопла 5 в виде диффузора с входным срезом 10, инжектор 4 с выполненными в его зоне в стенке 2 каналами 11 для подсоса воздуха.

Срез !О газового сопла 5 выполнен в виде усеченного конуса. Образующая усеченного конуса плавно переходит в участок 9 торообразной эллипсоидной в сечении смесительной камеры 1, при этом меньшие диаметры эллипсов расположены под углом к продольной оси камеры. В полости камеры 1 имеется уступ 6, образованный за счет резкого уменьшения кривизны участка 9 эллипса от точки пересечения меньшего диаметра эллипса с его наружной образующей. 1 ил.

1588993

Формула изобретения

55

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано при сжигании раз:личных газов в энергетических установках.

Цель изобретения — повышение экономичности путем улучшения смесеобразования.

На чертеже изображена газовая горелка, общий вид.

Газовая горелка содержит смесительную .камеру 1 с размещенными на ее противо положных торцовых стенках 2 и 3 соответ ственно инжектором 4 и выходным диффузорным соплом 5. Камера 1 выполнена торообразной, имеющей в поперечном сечении форму эллипса, малая ось которого наклонена к оси камеры 1, а в полости камеры i со стороны выходного сопла 5 выполнен уступ 6 со сквозными инжекционными каналами 7, сопряженный своим свободным краем 8 при помощи участка 9 эллипса с входным срезом 10 диффузорного сопла 5. В стенке 2 в зоне инжектора 4 выполнены каналы 11 для подсоса воздуха. Входной срез 10 образует при пересечении с участком 9 эллипса острую кромку 12.

Газовая горелка работает следующим образом.

Поток газа под давлением 0„05 — 3 ати через инжектор 4 подается в смесительную торообразную камеру 2, в которой осуществляется закрутка газа и, вследствие этого, подсос воздуха через каналы 7 и 11 за счет возникающего разрежения. В смесительной камере 1 образуется смесь, которая вытекает через срез 10 газового сопла 5, выполненного в виде конуса с острой кромкой 12.

Выходящий поток смеси, взаимодействуя с острой кромкой 12, генерирует ультразвуковые колебания в смесительной камере 1 за счет пульсации давления смеси в этой камере 1. Последние возникают вследствие трения газа при изменяющихся по траектории его закрутки линейных скоростей, направлений и объемов, образованных участком 9 эллипса и уступом 6, а также пульсирующего отсоединенного скачка уплотнения смеси, вызванного взаимодействием струи смеси с острой кромкой !2 сопла 5.

Диффузорное выходное сопло 5 является резонатором, генерирующим акустические колебания в смесительной камере 1 в смешанной с воздухом струе газа за счет пульсирующего градиента давления в полости смесительной камеры 1 и полости газового сопла 5. Выполнение смесительной камеры 1 торообразной обеспечивает максимальное проявление турбулентной диффузии (а значит, и эффективное смешивание газа и воздуха) за счет криволинейной траектории движения элементарных частиц потока (векторы скоростей этих частиц по траектории меняют направления на противополож10

45 ное по сравнению с исходным направлением); более продолжительного (за счет более продолжительного пути) течения процесса с турбулентной диффузией; завихрения потока тонким в виде пленки слоем по поверхности смесительной камеры 1, в котором эффективно протекает турбулентная диффузия за счет поперечного перемешивания частиц слоя, вызванного градиентом давления между периферией смесительной камеры 1 и ее поперечной осью (центральная зона торообразной камеры, где возникает разрежение

Размещение меньших диаметров эллипсов, в виде которых выполнено сечение торообразной смесительной камеры 1, под углом к ее продольной оси со стороны подачи газа позволяет равномерно разделить смесительную камеру 1 на две полости с разными энергетическими уровнями: по ходу газа полость с большим энергетическим потенциалом, далее — с меньшим. Вследствие этого между этими полостями возникают импульсы энергии — перекачка энергии из полости большего потенциала в полость с меньшим потенциалом, что соответствует условиям эффективного смесеобразования. Наличие уступа 6 позволяет упомянутую перекачку энергии производить в колебательном (пульсирующем) режиме, что соответствует условиям наибольшего массообмена. Инжекционные каналы 7 в уступе 6 обеспечивают дополнительную подачу в смесительную камеру 1 горючих компонентов (мазута, маслоотходов, угольной пульпы и т. и.) и воздуха и эффективное их смешение за счет пульсаций, которые максимально проявляются в зоне уступа 6, что в совокупности обеспечивает возникновение эффективной турбулентной диффузии в пограничном слое, с одной стороны, снижает сопротивление движению потока газа и, с другой стороны, повышает массообмен в потоке (перемешивание компонентов). Еще более эффективному проявлению снижения сопротивления и повышению степени перемешивания компонентов способствуют генерирующиеся ультразвуковые колебания, возникающие вследствие трения газа при изменяющихся по траектории его движения линейных скоростей, направлений и объемов, а также отсоединенного пульсирующего скачка уплотнения газа, вызванного взаимодействием струи газа с кромкой усеченного конуса (резонатором).

Газовая горелка, содержащая смесительную камеру с размещенными на ее противоположных торцовых стенках инжектором и выходным диффузорным соплом, отличающаяся тем, что, с целью повышения экономичности путем улучшения смесеобразования, смесительная камера выполнена торообразной, имеющей в поперечном сечении форму эллипса, малая ось которого накло1588993

Составитель А. Косарсв

Редактор М. Келемеш Техред А. Кравчук Корректор О. Кравцова

Заказ 2527 Тираж 460 l lодписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям н открытиям прн ГКН1 СССР

113035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская н; б., л. 4 5

Производственно-издательский комбинат «Патент», г. Ужгород, ул, Гагарина, l(11 иена к оси камеры, а в полости камеры со стороны выходного сопла выполнен уступ со сквозными инжекционными каналами, соприженный своим свободным краем при помощи участка эллипса с входным срезом диффузорного сопла.