Горелочное устройство

 

СОЮЗ СО8ЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)5 F 23 D 14/02

ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ ":

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4770774/06 (22) 17.11.89 (46) 23.10,91. Бюл. М 39 (71) Казанский авиационный институт им.А.Н.Туполева и Институт высоких температур АН СССР (72) В.А.Щукин, К.А.Якимович, О.В.Дунай, В.В.Михайлов, Ф.А.Хамидуллин, О.В.Строгонов и Г.Ф.Сокол (53) 662.951.2 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

ЬЬ 606033, кл. F 23 0 14/02, 1976. (54) ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО (57) Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в различных теплотехнических устройствах для сжигания газообразного топлива. Цель изобретения— повышение надежности и качества сжигания. Воздух, подаваемый во входной узел 2 корпуса 1, распределяется на два потока.

Первый поток воздуха через ряд отверстий

11, эавихритель 14, кольцевую полость 16 и демпферную решетку 15 поступает на вход жаровой трубы 3. Второй поток через отверстия 7, завихритель 10 по кольцевому зазору

6, ограниченному конической торцовой стенкой 17, и систему хордальных отверстий

Изобретение относится к энергетике и может быть использовано в различных теплотехнических устройствах для сжигания жидкого топлива, Цель изобретения — повышение надежности и качества сжигания.

На чертеже схематически представлено горелочное устройство.

„„. ЖÄÄ 1686260 Al

18 и 19 поступает на выход жаровой трубы

3 в камеру дожигания 20. Топливо от коллектора 13 направляется в топливные форсунки

12; перемешивается с первым потоком воздуха с образованием смеси с составом, близким к стехиометрическому, поступает на вход жаровой трубы 3, воспламеняется свечой 4, образуя зону горения А, и далее интенсивно перемешивается с воздухом., поступающим через отверстия 18 и 19. После образования зоны А в жаровой трубе 3 в кольцевой зазор 6 через форсунки 8 подается топливо, которое смешивается с воздухом, поступающим через отверстия 7.

Топливовоэдушная смесь в зазоре 6 нагревается от зоны А, что способствует прогреву и испарению капель топлива. Гомогенная смесь поступает через отверстия 18 и 19 в камеру дожигания 20 жаровой трубы 3, где воспламеняется потоком высокотемпературных продуктов сгорания из эоны А, образуя зону горения В. Образование двух последовательно расположенных зон горения А и В с раздельной подачей топлива в каждую из них и сжигание в каждой зоне гомогенной топливовоздушной смеси стехиометрического состава позволяет повысить надежность и качество сжигания. 1 ил, Горелочное устройство содержит корпус 1 с входным узлом 2 для подвода топлива и воздуха и жаровую трубу 3 со свечой зажигания 4 и выходным соплом 5. Жаровая труба 3 установлена на оси корпуса 1 с кольцевым зазором 6. Входной узел 2 имеет ряд отверстий 7для подвода воздуха, выполненных на входе в кольцевой зазор 6, в которых

1686260 установлены топливные форсунки 8, подсоединенные к коллектору 9, Оси топливных форсунок 8 ориентированы вдоль кольцевого зазора 6. За форсунками 8 установлен эавихритель 10, Входной узел 2 имеет ряд входных отверстий 11 для подачи воздуха, выполненных на входе в жаровую трубу 3 вокруг свечи зажигания 4, в которых установлена пс меньшей мере одна топливная форсунка 12, подключенная к второму топливному коллектору 13, Ось форсунки 12 ориентирована вдоль жаровой трубы 3. За форсункой 12 установлены завихритель 14 и демпферная решетка l5 с образованием между ними вокруг свечи зажигания 4 кольцевой полости 16, Кольцевой зазор 6 в выходном сечении жаровой трубы 3 ограничен конической торцовой стенкой 17, в которой выполнена система хордальных отверстий 18. В стенке жаровой трубы 3 непосредственно перед торцовой стенкой 17 выполнена система хордальных отверстий 19, За жаровой трубой 3 перед выходным сог:лом 5 установлена камера дожигания 20, Горелочное ус "ройство работает следующим образом, Воздух, поступающий от компрессора (на фиг, не показан), распределяется на два потока, Первый поток воздуха через ряд отверстий 11, эавихритель 14, кольцевую полость 16 и демпферную решетку 15. поступает на вход жаровой трубы 3, Второй поток воздуха (по количеству превыша)ощий первый в несколько раз, например в 8 раз) через ряд отверстий 7, эавихритель 10 по кольцевому зазору, ограниченному конической торцовой стенкой 17, и систему хордальных отверстий 18 и 19 поступает на выход жаровой трубы 3 в камеру дожигания

20. Соотношение расходов воздуха, подаваемого в жаровую трубу и в кольцевой зазор, определяется заданным суммарным коэффициентом избытка воздуха, обеспечивающим минимально необходимый подогрев рабочего тела. Топливо от коллектора i3 поступает в топливные форсунки 12, интенсивно перемешивается с первым IIGTc)KQM воздуха в завихрителе 14 и в кольцевой полости il6 и проходит через решетку 15, в которой поток топливовоздушной смеси ламинизируется, Таким образом, подготовленная топливовоэдушная смесь, близкая к стехиометрическому составу, поступает в жаровую трубу 3, где воспламеняется свечой зажигания 4, об)раэуя зону горения А, и на выходе из жаровой Tp) áb) 3 интенсивно перемешивается с воздухом, вытекаю.цим иэ хордальных отве рс гий ) 8 и 9, с

В кольцевой полости 16 топливовоэдушная смесь, постоянно поступающая в нее, нагревается от эоны горения А, что способствует испарению капель топлива и бо5 лее интенсивному перемешиванию топлива с воздухом, Предварительно подготовленная гомогенная смесь через демпферную решетку 15 подается в зону горения А.

После образования зоны горения А в

10 жаровой трубе 3 в кольцевой зазор 6 через форсунки 8 подается топливо, которое смешивается с воздухом, поступающим в отверстия

7, Процесс смешения интенсифицируется завихрителем 10. Топливовоздушная смесь в

15 кольцевом зазоре нагревается отзоны горения

А, что способствует испарению капель топлива. Гомогенная смесь направляется через систему хордальных отверстий 18 и 19 в камеру дожигания 20, где воспламеняется

20 высокотемпературными продуктами горения из зоны горения А, образуя в камере 20 зону горения В.

Образование двух последовательно расположенных эон горения с раздельной

25 подачей топливовоздушной смеси в каждую из них, причем во вторую зону подается количество топлива и воздуха в несколько раз больше, чем в первую, и сжигание в каждой лоне гомогенной топливовоздуш30 ной смеси стехиометрического состава повышает теплопроизводительность горелочного устройства, Расширение диапазона устойчивой работы горелочного устройства по суммарному коэффициенту

35 избытка воздуха при работе его на гомогенной топливовоздушной смеси достигается путем раздельной подачи топлива в зоны горения А и В. Так, при подаче топлива в зону горения А при работе ее на границе

40 устойчивой работы по коэффициенту избытка воздуха а = 1,6 суммарный коэффициент избытка воздуха увеличивается, например, в 8 раз (а =- 12,4).

При работе горелочного устройства эона горения А является источником тепла для подогрева и испарения топ)тивовоздушных смесей, подаваемых как в зону горения А, так и в зону горения В. Это позволяет получить гомогенную топливсзоэдушную

50 смесь, Система отверстий 18 в конической торцовой стенке и система отверстий 19 в стенке жаровой трубы позволяют. равномерно распределить топливовоздушную смесь

55 или воздух при запуске на выходе из жаровой трубы 3, Выполнение отверстий 18 и 19 хордальными за счет дополнительной закрутки обеспечивает однородность топли1686260

10 Ц 19 167

Составитель И.Лысков

Редактор М, Êóçíåöîâà Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор M,Ìàêñèìèøèíåö

Заказ 3589 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 вовоздушной смеси, подаваемой в зону горения.

За счет сжигания гомогенной однородной топливовоэдушной смеси в двух зонах повышаются надежность и качество сжига- 5 ния.

Формула изобретения

1. Горелочное устройство, содержащее корпус с входным узлом для подвода топли- 10 ва и воздуха, жаровую трубу со свечой зажигания, установленную по оси корпуса.с образованием кольцевого зазора, а также выходное сопло, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения надежности и каче- 15 ства сжигания, во входном узле выполнены отверстия для подачи воздуха, расположенные на входе в кольцевой зазор и на входе в жаровую трубу, все отверстия для подачи воздуха снабжены топливными форсункэми и завихрителями, при этом в жаровой трубе за завихрителем установлена демпферная решетка с образованием между ней и эавихрителем вокруг свечи зажигания кольцевой полости, кольцевой зазор в выходном сечении жаровой трубы ограничен конической торцовой стенкой, в которой выполнены отверстия, а в стенке жаровой трубы перед торцовой стенкой также выполнены отверстия, причем эа жаровой трубой перед выходным соплом расположена камера дожисания.

2. Устройство по и. 1, отл ич а ю ще ес я тем, что отверстия в торцовой стенке и в жаровой трубе перед торцовой стенкой выполнены хордальными.