RU14746U1 - EVAPORATOR BURNER - Google Patents

Abstract

Испарительная горелка, содержащая диффузионную камеру, соосно расположенный с ней испаритель, и установленное на входе в диффузионную камеру устройство для подачи испаренного топлива, соединенное топливопроводом с испарителем, отличающаяся тем, что испаритель выполнен в виде полой 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.An evaporator burner comprising a diffusion chamber, an evaporator coaxially located with it, and a device for supplying evaporated fuel installed at the inlet of the diffusion chamber, connected by a fuel line to the evaporator, characterized in that the evaporator is made in the form of a hollow chamber formed around the diffusion chamber by means of mounted on it the outer surface of the front and rear end walls, rigidly interconnected by a casing, while the device for supplying evaporated fuel is installed with the possibility axial movement, and the fuel line is removable.

Description

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.This utility model relates to the field of energy, namely, burners operating on evaporated liquid fuel and can be used in industrial furnaces designed for the smelting of secondary aluminum and its alloys or other non-ferrous metals with a melting point of 750 ° C and above.

Полезная модель может быть применена в термических, кузнечных цехах, установках для обжига кирпича, в топках котлов и других теплотехнических и бытовых установках.The utility model can be applied in thermal, forging shops, installations for brick firing, in boiler furnaces and other heating and domestic installations.

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.It is known "Tipping device 1, including the outer and inner casings, the last of which has a heat pipe made in the form of a truncated cone with an inlet diffuser, to which a fuel steam is connected, connected to the upper cavity of the inner casing, which serves as a fuel tank. At the same time, holes for supplying air and exhausting combustion products are made on the surface of the outer casing.

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.This burner has a narrow purpose and is intended only for heating an internal combustion engine. It does not allow for high torch temperatures and, therefore, cannot be used for high-temperature heating, necessary, for example, for melting and heating metal in metallurgical furnaces or, for example, for firing bricks. In this burner, it is not possible to adjust the shape of the torch, and an open flame reduces safety precautions and worsens environmental conditions.

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.a measure of combustion with an air supply pipe and nozzles for supplying fuel connected to the evaporation cavity, and an ignition tray located at the periphery. In this case, the evaporation cavity is installed in the pan with the upper part at 0.4 - 0.6 of its height, and the lower part in the combustion chamber, and the nozzles are made on the inner walls of the evaporation cavity.

Эту горелку характеризует сложность конструкции, она может применяться только в вертикальном положении, без сжатого воздуха (автономно) работать не может.This burner is characterized by the complexity of the design, it can only be used in an upright position, cannot work without compressed air (autonomously).

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.Due to the use of compressed air, the torch temperature is not high enough for remelting, for example, secondary aluminum. The temperature of the compressed air is lower than the ambient temperature due to its liquefaction. As a result of the supply of compressed air, condensate will appear on the cold walls of the burner, which, when evaporated, releases oxygen and hydrogen vapors. Hydrogen vapors are actively absorbed by aluminum during its remelting, and this is a harmful impurity in the melt. Excess air oxygen in the furnace will additionally oxidize aluminum.

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.Known "Burner 3, containing a mixer with an evaporator at the outlet and located at the inlet of the manifold for supplying evaporated fuel. At the same time, a flare chamber is provided at the outlet of the mixer, located in a housing configured for longitudinal movement.

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. КромеThe burner is also distinguished by the complexity of the design. The air-gas mixture flow is directed along the axial line of the burner. The confuser shape of the torch chamber narrows the torch, making it aimed at a limited area of the heat-receiving surface. This does not allow the use of this burner for melting, for example, secondary aluminum, since a torch directed to a certain point would burn aluminum scrap, but would not melt it. Besides

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.Moreover, the burner does not provide a sufficiently intense evaporation of fuel (heat loss from heating the housing and the outlet section as a whole). Therefore, the plume density and its thermal characteristics are not high enough for use, for example, in the remelting of aluminum and its alloys, the melting temperature of which does not exceed 750 ° C.

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.The use of an open spiral-shaped evaporator in burners for remelting aluminum would lead to uneven evaporation of fuel from different turns of the evaporator, and would also reduce the reliability of the structure due to the possible burning of the coil facing the diffusion chamber.

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.The closest in technical essence to the proposed one is “Evaporative burner 4, containing a diffusion chamber, at the outlet of which the evaporator is coaxially located, and at the inlet a device for supplying evaporated fuel connected by a fuel line to the evaporator, characterized in that the evaporator is circular, and the distance from the outlet the slice of the diffusion chamber to the evaporator surface facing it is equal to 1/5 ... 1/6 of the inner diameter of the evaporator, and the ratio of the diameter of the output slice of the diffusion chamber to the inner The diameter of the evaporator is 1: 1.5.

Обслуживание и ремонт этой горелки представляют определенные трудности из-за неразборной конструкции испарителя, что ограничивает срок эксплуатации горелки сроком службы испарителя.Maintenance and repair of this burner presents certain difficulties due to the non-separable design of the evaporator, which limits the life of the burner to the life of the evaporator.

Кроме того, объем камеры испарителя недостаточен для более интенсивного испарения топлива, а, следовательно, достижение наилучших тепловых характеристик факела невозможно при данной конструкции испарителя.In addition, the volume of the chamber of the evaporator is insufficient for more intensive evaporation of fuel, and, therefore, achieving the best thermal characteristics of the flame is impossible with this design of the evaporator.

а)осуществить сгорание жидкого топлива уже преобразованного в испарителе в пары бензина;a) carry out the combustion of liquid fuel already converted in the evaporator into gasoline vapor;

б)осуществить регулировку геометрических и тепловых характеристик факела;b) adjust the geometric and thermal characteristics of the torch;

в)упростить обслуживание горелки и увеличить срок ее службы.c) simplify burner maintenance and increase its service life.

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.For this, the evaporator burner contains a diffusion chamber, an evaporator coaxially located with it and a device for supplying evaporated fuel installed at the inlet of the diffusion chamber, connected by a fuel line to the evaporator.

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.The difference from the prototype is that the evaporator is made in the form of a hollow evaporation chamber formed around the diffusion chamber by means of front and rear end walls mounted on its outer surface, rigidly interconnected by a casing, while the device for supplying evaporated fuel is mounted with axial movement, and the fuel line is removable.

Выполнение испарителя вокруг диффузионной камеры позволяет:The implementation of the evaporator around the diffusion chamber allows you to:

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;a) remove the evaporator from the zone of high torch temperatures (up to 400 ° C) and thereby exclude the formation of carbon deposits inside the hollow evaporation chamber. Those. fuel components such as sulfur and paraffins will enter through the device for supplying the evaporated fuel to the diffusion chamber in a vapor state and completely burn out in the formed flare, and not burn out in the evaporator, forming slags;

б)увеличить объем паров топлива за счет увеличения объема камеры испарения;b) increase the volume of fuel vapor by increasing the volume of the evaporation chamber;

в)обеспечить увеличение срока службы испарительной горелки за счет быстрой реставрации путем замены только задней торцевой стенки испарителя.c) to ensure an increase in the service life of the evaporative burner due to rapid restoration by replacing only the rear end wall of the evaporator.

Применение съемного топливопровода обеспечивает простоту обслуживания и чистки без привлечения ремонтных служб.The use of a removable fuel line ensures ease of maintenance and cleaning without involving repair services.

Сущность полезной модели подтверждается чертежом, на котором представлен продольный разрез испарительной горелки.The essence of the utility model is confirmed by the drawing, which shows a longitudinal section of an evaporation burner.

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.The vaporization burner comprises a diffusion chamber 1, a casing 2, for example, a cylindrical one. The casing 2 can have a different shape: spherical, cube, parallelepipedal, and also combine several diffusion chambers 1. On the outer surface of the diffusion chamber 1, front 3 and rear 4 end walls rigidly interconnected by the casing 2 are formed, forming around the outer surface of the diffusion chamber 1, the evaporator 5, which is a complete annular cylindrical evaporation chamber, coaxial with the diffusion chamber 1.

На входе в диффузионную камеру 1 смонтировано устройство для подачи испаренного топлива, выполненное в виде цилиндрического насадка 6.At the entrance to the diffusion chamber 1 mounted device for supplying evaporated fuel, made in the form of a cylindrical nozzle 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.The fuel line 7 is removable and connects the evaporator 5 and nozzles 6, which is mounted on the fuel line 7 with a thread and mounted with the possibility of axial movement in the range of 40-50 mm. The nozzles 6 form an annular gap 8 in the diffusion chamber 1.

Испаритель 5 соединен трубопроводом 9 с резервуаром для подачи топлива (на фиг. не показан).The evaporator 5 is connected by a pipe 9 to the fuel supply tank (not shown in FIG.).

Испарительная горелка работает следующим образом.The vaporization burner operates as follows.

Жидкое топливо из резервуара (на фиг. не показан) самотеком поступает в испаритель 5, где оно нагревается до парообразного состояния.Liquid fuel from the tank (not shown in Fig.) By gravity enters the evaporator 5, where it is heated to a vapor state.

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.The fuel vapor through the fuel line 7 enters and leaves the nozzle b, ejecting part of the air necessary for combustion (primary air) from the surrounding section through the annular gap 8, forming a vapor-air mixture.

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.Under the influence of this air in the diffusion chamber 1 there is a more intense combustion of fuel. The flow of the vapor-air mixture, moving toward the cut of the diffusion chamber 1, is intensively turbulized, which allows for complete combustion of fuel and a wide flame at the outlet of the diffusion chamber 1.

За счет температуры, образующейся в диффузионной камере 1, нагревается ее наружная поверхность, являющаяся одновременно внутренней стенкой испарителя 5.Due to the temperature formed in the diffusion chamber 1, its outer surface is heated, which is also the inner wall of the evaporator 5.

Наружная поверхность диффузионной камеры 2 выделяет тепло, необходимое для приведения жидкого топлива в парообразное состояние.The outer surface of the diffusion chamber 2 emits the heat necessary to bring the liquid fuel into a vapor state.

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.It was experimentally established that the best burning rate, temperature and length of the flame are achieved by adjusting the living section of the annular gap 8 by moving the nozzle 6 along the thread in the range of 40-50 mm.

Для полного сжигания паровоздушной смеси используется вторичный воздух, содержащийся в полости печи или другой теплотехнической установке, в которой установлена испарительная горелка.For the complete combustion of the vapor-air mixture, secondary air is used, which is contained in the cavity of the furnace or other heating installation in which an evaporative burner is installed.

Источники информации:Sources of information:

1.А.с. СССР № 302489, МКИ Р23Д5/04, 1968 г. «Горелочное устройство.1.A.S. USSR No. 302489, MKI R23D5 / 04, 1968. “Burner device.

2.А.с. СССР № 5777353, МКИ Р23Д5/04, 1975 г. «Горелка.2.A.s. USSR No. 5777353, MKI R23D5 / 04, 1975. “Burner.

3.А.с. СССР № 330305, МКИ Р23Д5/04, 1970 г. «Горелка.3.A.S. USSR No. 330305, MKI R23D5 / 04, 1970. “Burner.

4.Свидетельство РФ на полезную модель № 271, МКИ Р23Д5/04, 1993 г. «Испарительная горелка (прототип). Заявители: Архипов А.А. &г/гI« ,#4. The certificate of the Russian Federation for utility model No. 271, MKI R23D5 / 04, 1993. “Evaporative burner (prototype). Applicants: A. Arkhipov & g / gI ", #

оич хлЙ/-& АС.4. Архипова З.Ф.oich hlJ / - & AC. 4. Arkhipova Z.F.

Jfa)& ie.f-fA Jfa) & ie.f-fA

Claims (1)

Испарительная горелка, содержащая диффузионную камеру, соосно расположенный с ней испаритель, и установленное на входе в диффузионную камеру устройство для подачи испаренного топлива, соединенное топливопроводом с испарителем, отличающаяся тем, что испаритель выполнен в виде полой 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.

An evaporator burner comprising a diffusion chamber, an evaporator coaxially located with it, and a device for supplying evaporated fuel installed at the inlet of the diffusion chamber, connected by a fuel line to the evaporator, characterized in that the evaporator is made in the form of a hollow chamber formed around the diffusion chamber by means of mounted on it the outer surface of the front and rear end walls, rigidly interconnected by a casing, while the device for supplying evaporated fuel is installed with the possibility axial movement, and the fuel line is removable.