RU2187756C1 - Gas multiflame torch - Google Patents

Abstract

FIELD: power engineering industry. SUBSTANCE: invention specifically refers to burners fueled by natural gas with forced supply of air designed for use in furnaces of hot water boilers. Gas multiflame torch with forced supply of air has chamber to supply air, chamber to supply gas in which face walls there are made uniaxial holes, mixers coming in the form of cylindrical tubes with holes in side walls and flame tube whose internal space communicates with chamber to supply air. In accordance with invention chamber to supply gas is located between chamber to supply air and flame tube. Space inside flame tube communicates with chamber to supply air by means of cylindrical tubes of mixers tightly installed in holes of face walls of chamber to supply gas. Holes in side walls of cylindrical tubes are arranged inside chamber to supply gas. EFFECT: reduced loss of head in air conduit, reduced level of noise, more rational organization of air and gas flows, diminished dimensions, simplified design and assembly of torch. 2 dwg

Description

Изобретение относится к энергетическому машиностроению, в частности к горелочным устройствам, работающим на природном газе с принудительной подачей воздуха, предназначенным преимущественно для использования в топках водогрейных котлов. The invention relates to power engineering, in particular to burners operating on natural gas with forced air supply, intended primarily for use in the furnaces of hot water boilers.

Известна газовая многофакельная горелка [1], содержащая расположенные в корпусе газовую и воздушную камеры, разделенные трубной решеткой, и центральную трубу. В воздушной камере размещены газовые трубы с наконечниками в виде форсунки. Центральная труба со стороны газовой камеры подключена к дополнительной газовой горелке. Основная горелка снабжена паровой трубой с отверстиями со стороны центральной трубы. Known gas multi-torch burner [1], containing located in the body of the gas and air chambers, separated by a tube sheet, and a Central pipe. In the air chamber there are gas pipes with nozzle-shaped tips. The central pipe from the side of the gas chamber is connected to an additional gas burner. The main burner is equipped with a steam pipe with openings on the side of the central pipe.

Данное техническое решение позволяет уменьшить образование оксидов азота в продуктах сгорания благодаря снижению температуры факела основной горелки. This technical solution allows to reduce the formation of nitrogen oxides in the combustion products due to the decrease in the flame temperature of the main burner.

Недостатками известной горелки являются необходимость в дополнительной горелке и источнике пара, что значительно усложняет конструкцию горелки и ограничивает область ее применения, а также повышенный уровень шума. The disadvantages of the known burner are the need for an additional burner and a steam source, which greatly complicates the design of the burner and limits its scope, as well as an increased noise level.

Известно также горелочное устройство [2], содержащее установленные в корпусе смесительные трубы, снабженные тангенциальными воздухоподводящими патрубками, в которых выполнены отверстия, сообщающие полости патрубков с газовой камерой. За счет предварительного перемешивания топлива и воздуха в патрубках смесителей температура горения газовоздушной смеси приближается к средней, что позволяет уменьшить содержание оксидов азота в продуктах сгорания. A burner device [2] is also known, comprising mixing pipes installed in the housing and provided with tangential air supply pipes, in which openings are made, communicating the cavity of the pipes with a gas chamber. Due to the preliminary mixing of fuel and air in the nozzles of the mixers, the combustion temperature of the gas-air mixture approaches the average, which allows to reduce the content of nitrogen oxides in the combustion products.

К недостаткам известного горелочного устройства следует отнести высокий уровень шума и сложность конструкции. The disadvantages of the known burner device include a high noise level and design complexity.

Наиболее близкой к заявляемой горелке по совокупности существенных признаков является газовая многофакельная горелка [3], содержащая камеру для подвода воздуха от вентилятора, камеру для подачи газа под давлением, установленные в камере для подвода воздуха смесители, выполненные в виде цилиндрических трубок с отверстиями в боковых стенках, и жаровую трубу, полость внутри которой сообщена с камерой для подвода воздуха. The closest to the claimed burner in terms of essential features is a gas multi-torch burner [3] containing a chamber for supplying air from a fan, a chamber for supplying gas under pressure, mixers installed in the chamber for supplying air, made in the form of cylindrical tubes with holes in the side walls , and a flame tube, the cavity inside which is in communication with the chamber for supplying air.

На выходе каждого смесителя с некоторым заглублением внутрь его установлена антифламминговая сетка, препятствующая проскоку пламени обратно в трубку смесителя. At the outlet of each mixer with some deepening, an anti-flaming grid is installed inside it, preventing the passage of flame back into the mixer tube.

В торцовых стенках камеры для подачи газа и примыкающей к одной из них стенке камеры для подвода воздуха выполнены соосно расположенные отверстия, в которых герметично установлены сопла для подачи высокоэнергетичной струи газа вдоль оси смесительной трубки и технологические заглушки (последние - на внешней торцовой стенке газовой камеры). Coaxially located openings are made in the end walls of the gas supply chamber and the wall of the chamber for air supply adjacent to one of them, in which nozzles for supplying a high-energy gas jet along the axis of the mixing tube and technological plugs (the latter on the outer end wall of the gas chamber) are hermetically seated .

При работе горелки воздух, нагнетаемый вентилятором, разделяется на два потока, один из которых (первичный воздух) коаксиально со струей газа подается в смесительную трубку, а другой (вторичный воздух) поступает непосредственно из камеры для подвода воздуха в полость жаровой трубы коаксиально смесителям. During burner operation, the air pumped by the fan is divided into two flows, one of which (primary air) is coaxially supplied with a gas stream into the mixing tube, and the other (secondary air) is supplied directly from the chamber to supply air to the cavity of the flame tube coaxially to the mixers.

Данная конструкция газовой многофакельной горелки обладает рядом существенных недостатков, к числу которых следует отнести:
- потери напора в воздушном тракте и повышенный уровень шума из-за большого аэродинамического сопротивления последнего вследствие поворотов воздушного потока;
- значительные поперечные габариты горелки;
- сложность конструкции и монтажа горелки, обусловленные, в частности, необходимостью обеспечения строгой соосности газовых сопел и трубок смесителей.This design of a gas multi-torch burner has a number of significant drawbacks, which include:
- loss of pressure in the air tract and increased noise level due to the large aerodynamic drag of the latter due to rotations of the air flow;
- significant transverse dimensions of the burner;
- the complexity of the design and installation of the burner, due, in particular, the need to ensure strict alignment of gas nozzles and mixer tubes.

Техническим результатом изобретения является уменьшение потерь напора в воздушном тракте, снижение уровня шума, более рациональная организация воздушного и газовых потоков, сокращение габаритов, упрощение конструкции и монтажа горелки. The technical result of the invention is to reduce the pressure loss in the air duct, reduce noise, more rational organization of air and gas flows, reduce the size, simplify the design and installation of the burner.

Указанный технический результат достигается тем, что в газовой многофакельной горелке с принудительной подачей воздуха, содержащей камеру для подвода воздуха, камеру для подачи газа, в торцовых стенках которой выполнены соосно расположенные отверстия, смесители, выполненные в виде цилиндрических трубок с отверстиями в боковых стенках, и жаровую трубу, полость внутри которой сообщена с камерой для подвода воздуха, согласно изобретению камера для подачи газа расположена между камерой для подвода воздуха и жаровой трубой, при этом полость внутри жаровой трубы сообщена с камерой для подвода воздуха посредством цилиндрических трубок смесителей, герметично установленных в отверстиях торцовых стенок камеры для подачи газа, а отверстия в боковых стенках цилиндрических трубок расположены внутри камеры для подачи газа. The specified technical result is achieved by the fact that in a gas multi-torch burner with forced air supply containing a chamber for supplying air, a chamber for supplying gas, in the end walls of which are made coaxially arranged openings, mixers made in the form of cylindrical tubes with openings in the side walls, and a fire tube, the cavity inside which is in communication with the chamber for supplying air, according to the invention, the chamber for supplying gas is located between the chamber for supplying air and the flame tube, while the cavity inside the flame tube communicates with the chamber for supplying air through the cylindrical mixer tube sealingly mounted in the holes of the end walls of the chamber for supplying gas, and the openings in the side walls of the cylindrical tubes are located within the chamber for supplying gas.

Указанные отличительные признаки, характеризующие новое взаимное расположение элементов горелки и их связи, позволяют обеспечить более рациональные условия смешения воздушного и газового потоков, характеризующиеся минимальными уровнем шума и потерями напора в воздушном тракте за счет исключения поворотов потока воздуха. Прямоточная схема движения воздушного потока, реализуемая в предлагаемой конструкции, обеспечивает значительное сокращение поперечных габаритов горелки и упрощает ее монтаж. These distinctive features characterizing the new relative positioning of the burner elements and their connection, allow for more rational mixing of air and gas flows, characterized by minimal noise and pressure losses in the air path due to the exclusion of turns of the air flow. The direct-flow scheme of the air flow, implemented in the proposed design, provides a significant reduction in the transverse dimensions of the burner and simplifies its installation.

Изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 представлена газовая многофакельная горелка, продольный разрез; на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1. The invention is illustrated by drawings, where figure 1 shows a gas multi-torch burner, a longitudinal section; figure 2 is a section aa in figure 1.

Горелка содержит камеру 1 для подвода воздуха, нагнетаемого вентилятором 2, камеру 3 для подачи газа, расположенную между камерой 1 и жаровой трубой 4. The burner contains a chamber 1 for supplying air pumped by the fan 2, a chamber 3 for supplying gas, located between the chamber 1 and the flame tube 4.

В торцовых стенках 5 и 6 камеры 3 для подачи газа выполнены соосно расположенные отверстия, в которых герметично установлены смесители, выполненные в виде цилиндрических трубок 7, сообщающих полость внутри жаровой трубы 4 с камерой 1 для подвода воздуха. In the end walls 5 and 6 of the chamber 3 for supplying gas, coaxially arranged openings are made in which mixers are made hermetically made in the form of cylindrical tubes 7 communicating the cavity inside the flame tube 4 with a chamber 1 for supplying air.

В боковых стенках цилиндрических трубок 7 выполнены отверстия 8, расположенные внутри камеры 3 для подачи газа. In the side walls of the cylindrical tubes 7, openings 8 are provided located inside the chamber 3 for supplying gas.

На выходе цилиндрических трубок 7 установлены антифламминговые сетки 9, препятствующие проскоку пламени в смесители. At the exit of the cylindrical tubes 7, anti-flaming nets 9 are installed that prevent the passage of flame into the mixers.

Горелка снабжена запальной горелкой 10. The burner is equipped with an ignition burner 10.

Газовая многофакельная горелка работает следующим образом. Gas multi-torch burner operates as follows.

Включают вентилятор 2, нагнетающий воздух в камеру 1. Подают газ в запальную горелку 10 и осуществляют ее розжиг, добиваясь устойчивого горения факела. Затем подают газ в камеру 3. Воздух, подаваемый на горение из камеры 1, проходит через цилиндрические трубки 7 смесителей, в которых перемешивается с газом, поступающим из камеры 3 через отверстия 8, выполненные в боковых стенках трубок 7. Turn on the fan 2, forcing air into the chamber 1. They supply gas to the ignition burner 10 and carry out its ignition, achieving stable burning of the torch. Then the gas is supplied to the chamber 3. The air supplied to the combustion from the chamber 1 passes through the cylindrical tubes 7 of the mixers, in which it is mixed with the gas coming from the chamber 3 through the openings 8 made in the side walls of the tubes 7.

Образующаяся газовоздушная смесь поступает во внутреннюю полость жаровой трубы 4, где поджигается пламенем запальной горелки 10. The resulting gas-air mixture enters the internal cavity of the flame tube 4, where it is ignited by the flame of the pilot burner 10.

Расстояния между осями цилиндрических трубок 7 смесителей (см. фиг.2) выбираются исходя из условия обеспечения беглости огня (надежного зажигания факелов друг от друга) без слияния факелов. The distances between the axes of the cylindrical tubes 7 of the mixers (see figure 2) are selected based on the conditions of ensuring the fluency of the fire (reliable ignition of the torches from each other) without merging the torches.

Источники информации
1. Патент РФ 2044220, МПК F 23 D 14/02, опубл. 1995 г. Гайстер Ю.С. и др. Газовая многофакельная горелка.Sources of information
1. RF patent 2044220, IPC F 23 D 14/02, publ. 1995 G. Geister Yu.S. and other gas multi-torch burner.

2. Патент РФ 1768871, МПК F 23 D 14/00, опубл. 1992 г. Акулов В.А. и Щенников К.А. Горелочное устройство. 2. RF patent 1768871, IPC F 23 D 14/00, publ. 1992 Akulov V.A. and Schennikov K.A. Burner device.

3. Проспект фирмы Walter Dreizler GmbH (Германия), 1998 г. - прототип. 3. Prospectus of the company Walter Dreizler GmbH (Germany), 1998 - prototype.

Claims (1)

Газовая многофакельная горелка с принудительной подачей воздуха, содержащая камеру для подвода воздуха, камеру для подачи газа, в торцовых стенках которой выполнены соосно расположенные отверстия, смесители, выполненные в виде цилиндрических трубок с отверстиями в боковых стенках, и жаровую трубу, полость внутри которой сообщена с камерой для подвода воздуха, отличающаяся тем, что камера для подачи газа расположена между камерой для подвода воздуха и жаровой трубой, при этом полость внутри жаровой трубы сообщена с камерой для подвода воздуха посредством цилиндрических трубок смесителей, герметично установленных в отверстиях торцовых стенок камеры для подачи газа, а отверстия в боковых стенках цилиндрических трубок расположены внутри камеры для подачи газа. A multi-torch gas burner with forced air supply, containing a chamber for supplying air, a chamber for supplying gas, in the end walls of which are made coaxially arranged openings, mixers made in the form of cylindrical tubes with openings in the side walls, and a heat pipe, the cavity inside of which is connected to the chamber for supplying air, characterized in that the chamber for supplying gas is located between the chamber for supplying air and the flame tube, while the cavity inside the flame tube is in communication with the camera for supplying air by means of cylindrical tubes of mixers hermetically installed in the holes of the end walls of the chamber for supplying gas, and the holes in the side walls of the cylindrical tubes are located inside the chamber for supplying gas.

Images