Пусковое горелочное устройство
Владельцы патента RU 2705495:
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе Сибирского отделения Российской академии наук (ИТ СО РАН) (RU)
Изобретение относится к области энергетики. Пусковое горелочное устройство содержит корпус, парогенератор водяного пара, состоящий из установленных соосно и соединенных между собой трубками бачка-испарителя и паросепаратора, выполненных в виде кольцевых камер, пароперегревателя, выполненного в виде трубки с полыми стенками, и паровой форсунки, а также топку. Топка выполнена в виде кольцевой камеры, внутри топки и соосно с ней размещены пароперегреватель и паросепаратор, причем пароперегреватель и паросепаратор установлены таким образом, что внутренняя цилиндрическая стенка паросепаратора является наружной цилиндрической стенкой пароперегревателя, а паровая форсунка установлена во внутренней полости бачка-испарителя так, чтобы водяной пар, истекающий из паровой форсунки, пронизывал пламя горящего топлива, производя факел, направленный вниз сквозь пароперегреватель. Изобрете6ние позволяет создать вертикальный факел, направленный вниз, необходимый для быстрого запуска автономных горелочных устройств длительного действия. 1 ил.
Изобретение относится к вспомогательным горелочным устройствам, предназначенным для запуска автономных горелочных устройств длительного действия, в основе которых лежит технология сжигания топлива в атмосфере с высоким содержанием перегретого водяного пара.
Известно горелочное устройство (Патент РФ №2373458, F23C 99/00, F23L 7/00, 26.05.2008), содержащее корпус, встроенный парогенератор водяного пара с паровой форсункой и камеру газогенерации. В корпусе, сбоку, установлено сопло для выхода факела, а паровая форсунка расположена в камере газогенерации соосно с соплом и соединена с пароперегревателем. Встроенный парогенератор состоит из трех отдельных блоков, причем пароперегреватель выполнен в виде кольцевой камеры, а паросепаратор расположен внутри пароперегревателя. Бачок-испаритель расположен сверху паросепаратора и пароперегревателя. Все три блока парогенератора и паровая форсунка соединены трубками и не имеют общих стенок.
Недостатком этого устройства является, то, что получаемый в результате горения факел направлен горизонтально. Такое направление пламени не приемлемо для запуска автономных горелочных устройств длительного действия, где требуется вертикально расположенное пламя, направленное вниз.
Наиболее близким решением по технической сущности и совокупности существенных признаков является горелочное устройство (патент РФ №2523591, F23C 99/00, F23D 11/44, 09.04.2013), которое содержит расположенные соосно корпус, парогенератор водяного пара, установленный в корпусе и состоящий из бачка-испарителя, паросепаратора, выполненных в виде кольцевых камер, пароперегревателя, выполненного в виде трубки с полыми стенками, установленного внутри бачка-испарителя, и паровой форсунки, установленной снизу пароперегревателя с возможностью подачи пара и вместе с ним горящей смеси сквозь пароперегреватель.
Недостатком известного устройства являются направление факела вертикально вверх.
В основу настоящего изобретения положена задача создания пускового горелочного устройства с факелом, направленным вниз, что позволит значительно сократить время запуска автономного горелочного устройства длительного действия.
Поставленная задача решается оригинальным расположением используемых узлов.
Согласно изобретению, пусковое горелочное устройство содержит корпус, парогенератор водяного пара, состоящий из установленных соосно и соединенных между собой трубками бачка-испарителя и паросепаратора, выполненных в виде кольцевых камер, пароперегревателя, выполненного в виде трубки с полыми стенками, и паровой форсунки, а также топку, выполненную в виде кольцевой камеры,
Согласно изобретению, пароперегреватель и паросепаратор установлены внутри топки, соосно с ней и таким образом, что внутренняя цилиндрическая стенка паросепаратора является наружной цилиндрической стенкой пароперегревателя.
Согласно изобретению, паровая форсунка установлена сверху пароперегревателя соосно с ним во внутренней полости бачка-испарителя, выходным отверстием вниз, а бачок-испаритель установлен сверху пароперегревателя. Паровая форсунка установлена таким образом, чтобы водяной пар, истекающий из паровой форсунки, пронизывал пламя горящего топлива, производя факел, направленный вниз сквозь пароперегреватель.
Такая конфигурация позволяет создать вертикальный факел, направленный вниз.
Само устройство устанавливается сверху горелки длительного действия, факел направляется во внутреннее пространство горелки. Пусковое устройство с объемом бачка-испарителя 100 мл может работать в течение 30 минут. Пусковое устройство может не только закипятить воду в бачке-испарителе горелочного устройства длительного действия, но и довести давление пара до необходимого, что значительно облегчает запуск такого горелочного устройства.
Таким образом, предлагаемое техническое решение за счет оригинального расположения узлов, а также за счет вертикально направленного вниз факела позволяет создать вспомогательное пусковое горелочное устройство, предназначенное для запуска автономных горелочных устройств длительного действия, в основе которых лежит технология сжигания топлива в атмосфере с высоким содержанием перегретого водяного пара.
Сущность технического решения поясняется рисунком.
Общий вид устройства - фиг. 1. Заявляемое устройство состоит из корпуса 1, бачка-испарителя 2 с заливной горловиной 3 для воды, паросепаратора 4, пароперегревателя 5, соединительных трубок 6 и 7, паровой форсунки 8. Корпус устройства имеет топку 9 с заливной горловиной 10 для жидкого топлива. Бачок-испаритель 2 и паросепаратор 4 выполнены в виде кольцевых камер. Топка 9 выполнена в виде чашки кольцевой формы, внутри которой размещены пароперегреватель 5 с паросепаратором 4, причем паровая форсунка 8 установлена сверху пароперегревателя 5 соосно с ним во внутренней полости бачка-испарителя 2 и направлена выходным отверстием вниз, а бачок-испаритель 2 установлен сверху пароперегревателя 5.
Устройство работает следующим образом.
В бачок-испаритель 2 заливают дистиллированную воду, а в топку 9 через горловину 10 - жидкое топливо. Топливо поджигают, дымовые газы выходят в зазор между внутренней поверхностью корпуса 1 и внешней поверхностью бачка-испарителя 2. Вода в бачке-испарителе 2 закипает и водяной пар истекает из паровой форсунки 8, пронизывает пламя горящего топлива, тем самым производит факел, направленный вниз.
Имеются экспериментальные данные.
При запуске автономного горелочного устройства длительного действия с емкостью бачка-испарителя 1,5 л пусковым горелочным устройством время запуска составляет 5 минут, вместо 30 минут при запускесухим горючим в количестве 200 г, помещенным в топку устройства.
Пусковое горелочное устройство, содержащее корпус, парогенератор водяного пара, состоящий из установленных соосно и соединенных между собой трубками бачка-испарителя и паросепаратора, выполненных в виде кольцевых камер, пароперегревателя, выполненного в виде трубки с полыми стенками, и паровой форсунки, а также топку, отличающееся тем, что топка выполнена в виде кольцевой камеры, внутри топки и соосно с ней размещены пароперегреватель и паросепаратор, причем пароперегреватель и паросепаратор установлены таким образом, что внутренняя цилиндрическая стенка паросепаратора является наружной цилиндрической стенкой пароперегревателя, а паровая форсунка установлена во внутренней полости бачка-испарителя так, чтобы водяной пар, истекающий из паровой форсунки, пронизывал пламя горящего топлива, производя факел, направленный вниз сквозь пароперегреватель.
