RU2083921C1 - Rotary burner for liquid fuel - Google Patents

Abstract

FIELD: power engineering; hot-water boilers. SUBSTANCE: rotary burner has atomizer made in form of bush 5 with taper inner surface 6 widening towards open end; injector 4 located at other open end is used for feeding fuel to taper surface 6. Primary air supply fan is provided with guide member 10 and nozzle 11 secured on housing 9. Nozzle 11 is located coaxially relative to atomizer bush 5. Secondary air supply passage 14 is formed by fan casing 9 and plate 1; tertiary air passage 16 is formed by duct 17. EFFECT: enhanced reliability. 6 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к энергетике, а именно к ротационным горелкам для жидкого топлива, предназначенным для подачи мазута и воздуха в топки паровых и водогрейных котлов малой мощности. The invention relates to energy, and in particular to rotary burners for liquid fuel, designed to supply fuel oil and air to the furnaces of steam and hot water boilers of low power.

Известна горелка для жидкого топлива, содержащая корпус с камерой сгорания, в стенках которого выполнено отверстие для подвода первичного воздуха. Этот воздух отбирается из зоны, смежной с основанием камеры сгорания, и подогревается перед поступлением в отверстие. В верхней части камеры сгорания расположен ободок с отверстиями для подвода вторичного воздуха, отбираемого из области, расположенной выше ободка (1). Known burner for liquid fuel, comprising a housing with a combustion chamber, in the walls of which a hole is made for supplying primary air. This air is taken from the zone adjacent to the base of the combustion chamber, and is heated before entering the hole. In the upper part of the combustion chamber there is a rim with holes for supplying secondary air, taken from the area located above the rim (1).

Недостатком известной горелки является сложность конструктивного выполнения камеры сгорания, а следовательно относительно невысокая надежность в работе. A disadvantage of the known burner is the complexity of the structural design of the combustion chamber, and therefore the relatively low reliability in operation.

Известна ротационная горелка для жидкого топлива, преимущественно мазута, содержащая закрепленный на опорной плите корпус с полым валом внутри для подачи жидкого топлива, на одном конце которого расположена форсунка, разбрызгиватель, установленный в корпусе соосно полому валу с возможностью принудительного вращения от привода, вентилятор подачи первичного воздуха, имеющий рабочее колесо с лопастями, расположенное в кожухе, закрепленном на корпусе, и каналы подачи вторичного и третичного воздуха, причем канал подачи вторичного воздуха расположен коаксиально каналу первичного воздуха (2). Known rotary burner for liquid fuel, mainly fuel oil, containing a housing fixed to the base plate with a hollow shaft inside for supplying liquid fuel, at one end of which there is a nozzle, a sprinkler installed in the housing coaxially with the hollow shaft with the possibility of forced rotation from the drive, the primary feed fan air having an impeller with blades located in the casing, mounted on the housing, and the secondary and tertiary air supply channels, and the secondary air supply channel located coaxially with the primary air channel (2).

К недостаткам известного технического решения (2), принятого в качестве прототипа, относятся конструктивная сложность выполнения системы подачи воздуха в камеру сгорания горелки, также разбрызгивателя. The disadvantages of the known technical solution (2), adopted as a prototype, are the structural complexity of the system for supplying air to the combustion chamber of the burner, also a sprayer.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является разработка ротационной горелки для жидкого топлива, преимущественно для мазута, с получением при этом технического результата, заключающегося в упрощении конструкции и повышении надежности в работе. The problem to which the invention is directed, is the development of a rotary burner for liquid fuel, mainly for fuel oil, with the receipt of the technical result, which consists in simplifying the design and increasing reliability in operation.

Для достижения указанного результата в известной ротационной горелке для жидкого топлива, преимущественно мазута, содержащей закрепленный на опорной плите корпус с полым валом внутри для подачи жидкого топлива, на одном конце которого расположена форсунка, разбрызгиватель, установленный в корпусе соосно полому валу с возможностью принудительного вращения от привода, вентилятор подачи первичного воздуха, имеющий рабочее колесо с лопастями, расположенное в кожухе, закрепленном на корпусе, и каналы подачи вторичного и третичного воздуха, причем канал подачи вторичного воздуха расположен коаксиально каналу первичного воздуха, разбрызгиватель выполнен в виде втулки с конической внутренней поверхностью, расширяющейся в направлении открытого торца, внутри которой у другого закрытого торца размещена форсунка с возможностью подачи топлива на коническую поверхность, вентилятор подачи первичного воздуха снабжен направляющим элементом и соплом, закрепленным на его кожухе, причем сопло расположено коаксиально втулке разбрызгивателя, канал подачи вторичного воздуха образован между кожухом вентилятора и плитой крепления корпуса, выполненной с отверстием с установленным в нем кольцевым экраном, охватывающим с зазором сопло с возможностью формирования потока вторичного воздуха, а канал третичного воздуха расположен коаксиально потоку вторичного воздуха и выполнен в виде закрепленного на плите короба с отверстием для выхода третичного воздуха, расположенным напротив сопла. To achieve this result, in a known rotary burner for liquid fuel, mainly black oil, containing a housing fixed to the base plate with a hollow shaft inside for supplying liquid fuel, at one end of which there is a nozzle, a sprinkler installed in the housing coaxially with the hollow shaft with the possibility of forced rotation from a drive, a primary air supply fan having an impeller with blades located in a casing fixed to the housing, and secondary and tertiary air supply channels moreover, the secondary air supply channel is located coaxially with the primary air channel, the sprinkler is made in the form of a sleeve with a conical inner surface expanding in the direction of the open end, inside of which at the other closed end there is a nozzle with the ability to supply fuel to the conical surface, the primary air supply fan is provided with a guide element and a nozzle mounted on its casing, and the nozzle is located coaxial to the sleeve of the sprayer, the secondary air supply channel a van between the fan casing and the housing fastening plate, made with an opening with an annular screen installed in it, covering the nozzle with a gap with the possibility of forming a secondary air flow, and the tertiary air channel is coaxial with the secondary air flow and made in the form of a duct mounted on the plate with an opening for tertiary air outlet opposite the nozzle.

Кроме этого, сопло установлено с возможностью фиксированного изменения положения относительно втулке разбрызгивателя; вентилятор первичного воздуха снабжен регулятором подачи воздуха в виде дросселя; плоскость короба с отверстием расположена со смещением относительно кольцевого экрана; кольцевой экран установлен на плите с возможностью фиксированного изменения положения относительно сопла; кольцевой экран выполнен с конусом, расширяющимся в сторону отверстия короба. In addition, the nozzle is installed with the possibility of a fixed change of position relative to the sleeve of the sprayer; the primary air fan is equipped with an air supply regulator in the form of a throttle; the plane of the box with the hole is offset from the annular screen; an annular screen is mounted on the plate with the possibility of a fixed change in position relative to the nozzle; the annular screen is made with a cone expanding toward the opening of the box.

На чертеже изображена принципиальная схема ротационной горелки для жидкого топлива. The drawing shows a schematic diagram of a rotary burner for liquid fuel.

Ротационная горелка для жидкого топлива, в частности для мазута, содержит опорную плиту 1, на которой закреплен корпус 2 с полым валом 3 внутри для подачи жидкого топлива, на одном конце которого расположена форсунка 4. Разбрызгиватель выполнен в виде втулки 5 с конической внутренней поверхностью 6, расширяющейся в направлении открытого торца, внутри которой у другого закрытого торца размещена форсунка с возможностью подачи топлива на коническую поверхность, по которой мазут поступает к свободному ее концу, увлекается во вращательное движение и при достижении открытого торца происходит его разбрызгивание. A rotary burner for liquid fuel, in particular for fuel oil, contains a base plate 1 on which a housing 2 with a hollow shaft 3 is fixed inside for supplying liquid fuel, at one end of which there is a nozzle 4. The sprayer is made in the form of a sleeve 5 with a conical inner surface 6 , expanding in the direction of the open end, inside of which at the other closed end there is a nozzle with the possibility of supplying fuel to the conical surface, along which the fuel oil enters its free end, is carried away into the rotational movement s and when the open end is its spattering.

Для установки требуемого режима работы горелки используют регулятор 7, расположенный в системе трубопровода. To set the desired mode of operation of the burner, use the regulator 7 located in the pipeline system.

Для сгорания топлива в камере сгорания предусмотрена подача первичного воздуха через систему воздухоподачи горелки. Осуществляется подача первичного воздуха при помощи встроенного в горелку вентилятора, вторичного и третичного воздуха за счет естественной тяги и дымососа. For combustion of fuel in the combustion chamber, primary air is supplied through the burner air supply system. Primary air is supplied by means of a fan integrated in the burner, secondary and tertiary air due to natural draft and smoke exhaust.

Первичный воздух в количестве 20% от общего расхода воздуха подается вентилятор, состоящий из рабочего колеса 8 с лопастями, расположенного в кожухе 9, закрепленном на корпусе 2. Лопасти рабочего колеса загнуты вперед по вращению. Воздух поступает в вентилятор через отверстие в корпус 2, расположенное с его нижней стороны. Вентилятор выполнен с направляющим элементом 10 и соплом 11 на выходе. Primary air in the amount of 20% of the total air flow is supplied by a fan, consisting of an impeller 8 with blades, located in a casing 9, mounted on the housing 2. The impeller blades are bent forward in rotation. Air enters the fan through an opening in the housing 2 located on its lower side. The fan is made with a guide element 10 and a nozzle 11 at the outlet.

Сопло 11 установлено с возможностью фиксированного изменения положения относительно втулки разбрызгивателя, например, при помощи винтового соединения. The nozzle 11 is installed with the possibility of a fixed change of position relative to the sleeve of the sprayer, for example, using a screw connection.

Регулирование угла раскрытия факела осуществляется за счет изменения расстояния между торцами сопла 11 и втулки 5 разбрызгивателя. Это расстояние устанавливается экспериментальным путем. The adjustment of the angle of the flame is carried out by changing the distance between the ends of the nozzle 11 and the sleeve 5 of the sprayer. This distance is established experimentally.

В случае недостаточности или избыточности первичного воздуха предусмотрена возможность регулирования, которое может быть ступенчатым (за счет изменения диаметром шкивов привода вентилятора) или бесступенчатым при помощи дросселя 12. Вторичный воздух поступает по каналу 14, расположенному коаксиально каналу 13 первичного воздуха, и образованного между кожухом 9 вентилятора и плитой 1 крепления корпуса. Плита выполнена с отверстием с установленным в нем кольцевым экраном 15, охватывающим зазором сопло 11 с возможностью формирования потока вторичного воздуха. В одном из вариантов кольцевой экран выполнен на конце с конусом, расширяющимся в сторону движения мазута, и установлен на плите с возможностью фиксированного изменения положения относительно сопла 11. Расход воздуха зависит от разности атмосферного давления и давления в полости камеры сгорания и не регулируется. В зависимости от конкретных условий количество поступающего в камеру сгорания вторичного воздуха составляет 10 20% от общего количества необходимого воздуха. In case of insufficiency or excess of primary air, it is possible to regulate, which can be stepwise (due to a change in the diameter of the fan drive pulleys) or stepless using a throttle 12. Secondary air enters through a channel 14 located coaxially with the primary air channel 13 and formed between the casing 9 fan and plate 1 mount the housing. The plate is made with an opening with an annular screen 15 mounted therein, covering the nozzle 11 with a gap, with the possibility of forming a stream of secondary air. In one embodiment, the annular screen is made at the end with a cone expanding in the direction of fuel oil movement, and mounted on the stove with the possibility of a fixed change of position relative to the nozzle 11. The air flow depends on the difference in atmospheric pressure and the pressure in the cavity of the combustion chamber and is not adjustable. Depending on the specific conditions, the amount of secondary air entering the combustion chamber is 10 20% of the total amount of necessary air.

Канал 16 третичного воздуха расположен коаксиально потоку вторичного воздуха и выполнен в виде закрепленного на плите короба 17 с отверстием 18 для выхода третичного воздуха, расположенным напротив сопла 11. Плоскость короба 17 с отверстием 18 смещена в сторону движения мазута от сопла. The tertiary air channel 16 is located coaxially with the secondary air flow and is made in the form of a duct 17 mounted on the plate with a tertiary air outlet 18 located opposite the nozzle 11. The plane of the duct 17 with the hole 18 is shifted in the direction of fuel oil movement from the nozzle.

Количество третичного воздуха зависит от разности атмосферного давления и давления в камере сгорания 19 и не регулируется. Расчетное количество третичного воздуха составляет 70 80% от общего количества необходимого воздуха, поэтому расстояние от основания 20 до входного отверстия короба составляет не менее 1,5 ширины короба. The amount of tertiary air depends on the difference in atmospheric pressure and pressure in the combustion chamber 19 and is not regulated. The estimated amount of tertiary air is 70 80% of the total amount of necessary air, so the distance from the base 20 to the inlet of the duct is at least 1.5 of the width of the duct.

Устройство работает следующим образом. Перед пуском горелки осуществляют вентиляцию камеры сгорания, зажигают запальный факел и после образования стабильного запального факела включают привод разбрызгивателя, вентилятор и подают мазутное топливо, регулируя его количество регулятором 7. Количество сгорания мазутного топлива наблюдается по цвету отходящих из камеры сгорания 19 дымовых газов и цвету факела. Если цвет дымовых газов станет светло-серым, значит сгорание газов не полное и подачу топлива следует несколько уменьшить. При излишней подаче топлива наблюдается также падение крупных капель мазута на под камеры сгорания и образование не сгоревших частиц углерода (копоть). The device operates as follows. Before starting the burner, the combustion chamber is ventilated, the ignition torch is ignited, and after the formation of a stable ignition torch, the sprinkler drive, the fan are turned on and fuel oil is supplied by regulating its amount with regulator 7. The amount of fuel oil combustion is observed by the color of the 19 flue gases leaving the combustion chamber and the color of the torch . If the color of the flue gases becomes light gray, then the combustion of gases is not complete and the fuel supply should be slightly reduced. When the fuel supply is excessive, a drop of large droplets of fuel oil falls under the combustion chambers and the formation of unburned carbon particles (soot).

Далее топливо через форсунку 4 подается на коническую поверхность 6 втулки 5 разбрызгивателя, увлекается во вращательное движение и при достижении открытого торца втулки разбрызгивается. На выходе из разбрызгивателя топливо, находящееся в мелкодисперсном состоянии, перемешиваются с первичным воздухом, поступающим из вентилятора, после чего смесь смешивается последовательно с вторичным воздухом, поступающим из канала 14, и третичным воздухом, поступающим из канала 16. Образованная таким образом топливная смесь поступает в камеру сгорания 19 полностью сгорает с образованием при этом необходимого количества тепла. Further, the fuel through the nozzle 4 is supplied to the conical surface 6 of the sleeve 5 of the sprayer, carried away in a rotational movement and when it reaches the open end of the sleeve is sprayed. At the exit from the sprayer, the finely dispersed fuel is mixed with the primary air coming from the fan, after which the mixture is mixed sequentially with the secondary air coming from the channel 14 and the tertiary air coming from the channel 16. The fuel mixture thus formed enters the combustion chamber 19 completely burns with the formation of the required amount of heat.

Полное сгорание топлива стало возможным благодаря использованию разбрызгивателя в виде втулки 5 с конической поверхностью 6, обеспечивающей образование мелкодисперсного состояния топлива, а также подачи первичного воздуха при помощи встроенного вентилятора с закручиванием его посредством направляющего элемента 10, эжектирования при помощи сопла 11 вторичного и третичного воздуха через коаксиально расположенные каналы 14 и 16 соответственно. При этом подача вторичного и третичного воздуха осуществляется естественным путем по каналам, сжимая расход воздуха, образованного вентилятором до 20% Остальной объем воздуха, идущий на образование топливной смеси, формируется за счет тяги по каналам 14 и 16. Complete combustion of the fuel became possible due to the use of a sprinkler in the form of a sleeve 5 with a conical surface 6, which ensures the formation of a finely dispersed state of the fuel, as well as the supply of primary air using the built-in fan with its twisting by means of the guide element 10, ejection using the nozzle 11 of the secondary and tertiary air through coaxially located channels 14 and 16, respectively. In this case, the supply of secondary and tertiary air is carried out naturally through the channels, compressing the air flow generated by the fan to 20%. The rest of the air flowing to the formation of the fuel mixture is formed due to draft through channels 14 and 16.

Применение ротационной горелки согласно изобретению наряду с упрощением конструкции позволяет снизить энергетические затраты на образование воздушных потоков для формирования топливной смеси. The use of the rotary burner according to the invention, along with the simplification of the design, reduces the energy costs of generating air flows to form the fuel mixture.

Изготовление настоящей горелки возможно при использовании существующих средств производства с применением известных технологий. The manufacture of this burner is possible using existing means of production using known technologies.

Claims (6)

1. Ротационная горелка для жидкого топлива, преимущественно мазута, содержащая закрепленный на опорной плите корпус с полым валом внутри для подачи жидкого топлива, на одном конце которого расположена форсунка, разбрызгиватель, установленный в корпусе соосно с полым валом с возможностью принудительного вращения от привода, вентилятор подачи первичного воздуха, имеющий рабочее колесо с лопастями, расположенное в кожухе, закрепленном на корпусе, и каналы подачи вторичного и третичного воздуха, причем канал подачи вторичного воздуха расположен коаксиально каналу первичного воздуха, отличающаяся тем, что разбрызгиватель выполнен в виде втулки с конической внутренней поверхностью, расширяющейся в направлении открытого торца, внутри которой у другого закрытого торца размещена форсунка с возможностью подачи топлива на коническую поверхность, вентилятор подачи первичного воздуха снабжен направляющим элементом и соплом, закрепленным на его кожухе, причем сопло расположено коаксиально втулке разбрызгивателя, канал подачи вторичного воздуха образован между кожухом вентилятора и плитой крепления корпуса, выполненной с отверстием с установленным в нем кольцевым экраном, охватывающим с зазором сопло с возможностью формирования потока вторичного воздуха, а канал третичного воздуха расположен коаксиально потоку вторичного воздуха и выполнен в виде закрепленного на плите короба с отверстием для выхода третичного воздуха, расположенным напротив сопла. 1. A rotary burner for liquid fuel, mainly black oil, containing a housing fixed to the base plate with a hollow shaft inside for supplying liquid fuel, at one end of which there is a nozzle, a sprinkler installed in the housing coaxially with the hollow shaft with the possibility of forced rotation from the drive, a fan primary air supply having an impeller with blades located in a casing fixed to the housing, and secondary and tertiary air supply channels, the secondary air supply channel being is coaxial to the primary air channel, characterized in that the sprayer is made in the form of a sleeve with a conical inner surface expanding in the direction of the open end, inside of which a nozzle is arranged at the other closed end with the possibility of supplying fuel to the conical surface, the primary air supply fan is provided with a guide element and a nozzle mounted on its casing, and the nozzle is located coaxial to the sleeve of the sprayer, the secondary air supply channel is formed between the valve casing a torus and a housing fastening plate made with an opening with an annular screen installed therein, covering the nozzle with a gap with the possibility of forming a secondary air flow, and the tertiary air channel is coaxial with the secondary air flow and made in the form of a duct mounted on the plate with an opening for the exit of tertiary air located opposite the nozzle. 2. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что сопло установлено с возможностью фиксированного изменения положения относительно втулки разбрызгивателя. 2. The burner according to claim 1, characterized in that the nozzle is mounted with the possibility of a fixed change in position relative to the sleeve of the sprayer. 3. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что вентилятор первичного воздуха снабжен регулятором подачи воздуха в виде дросселя. 3. The burner according to claim 1, characterized in that the primary air fan is equipped with an air supply regulator in the form of a throttle. 4. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что полость короба с отверстием расположена со смещением относительно кольцевого экрана. 4. The burner according to claim 1, characterized in that the cavity of the box with the hole is located with an offset relative to the annular screen. 5. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевой экран установлен на плите с возможностью фиксированного изменения положения относительно сопла. 5. The burner according to claim 1, characterized in that the annular screen is mounted on the stove with the possibility of a fixed change in position relative to the nozzle. 6. Горелка по п. 1, отличающаяся тем, что кольцевой экран выполнен с конусом, расширяющимся в сторону отверстия короба. 6. The burner according to claim 1, characterized in that the annular screen is made with a cone expanding toward the opening of the box.