Низькоемісійний газовий пальник трубчастого типу з направленим повітряним потоком

Реферат: Низькоемісійний газовий пальник трубчастого типу з направленим повітряним потоком містить корпус, патрубки для підводу газу та повітря, повітряну та газову камери, повітряні трубки, які з'єднані з внутрішньою та зовнішньою трубними дошками пальника, причому зовнішня трубна дошка пальника та повітряні трубки містять отвори для подачі газу. Повітряні трубки розташовані між трубними дошками пальника під кутом в горизонтальній та вертикальній площині відносно центральної повітряної трубки. UA 98095 C2 (12) UA 98095 C2 UA 98095 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Винахід належить до газових пальників із стадійним та комбінованим приготуванням паливної суміші та окремими каналами для повітря і газу. Пальник може використовуватись в котлах будь-яких типів, у теплогенераторах, в камерах згоряння газотурбінних двигунів. Відомий пальник [Патент України на винахід №21118, МПК F23D 14/02, F23D 14/22, зареєстрований 15.02.2007 р., бюл. №2, автори Любчик Г.М., Говдяк P.M., Варламов Г.Б., Чабанович Л. Б., Шелковський Б.І., Мікулін Г.О.], що містить внутрішню та зовнішню трубні дошки з отворами для повітряних трубок, які закріплені між повітряними отворами стінок, та містить газову трубу, яка з'єднана з центральним отвором передньої стінки, та торцеві пластини, які закріплені між торцями стінок і разом з повітряними трубками і стінками утворюють газову камеру, при цьому торцеві пластини утворюють зі стінкою трубчастої камери згоряння сегментні канали для подачі додаткового повітря у периферійну зону горіння. При використанні даної конструкції пальника, паливна суміш утворюється безпосередньо у камері згоряння без попереднього її утворення. Це призводить до неефективного перемішування паливної суміші, що супроводжується нерівномірним згорянням і впливає на надійність роботи агрегату. Відомий газовий пальник [Патент України на винахід №34812 А, МПК F23D 14/02, F23D 14/22, зареєстрований 15.03.2001 р., бюл. №2, автори Любчик Г.М., Марченко Г.С], що містить корпус зі щільною торцевою стінкою, повітряну та газову камери, між якими розташована додаткова стінка з отворами, трубки, а також патрубки для підводу газу та повітря, протилежну торцеву стінку, виконану у вигляді розподільної пластини з отворами для подачі газу та розміщених в газовій камері і закріплених протилежними кінцями в отворах додаткової стінки повітряних трубок з отворами на бокових стінках, причому закріплені в отворах додаткової та розподільної пластин кінці повітряних трубок виходять за їх межі, а осі отворів для повітряних трубок у розподільній пластині розташовані на рівній відстані від осей найближчих суміжних повітряних отворів. Недоліком даного пальника є те, що при такому конструктивному виконанні, а саме за рахунок лінійно-направленого повітряного потоку, не забезпечується ефективне утворення газоповітряної суміші. Відомий газовий пальник [Патент України на винахід №56602 А, МПК F23D 14/02, F23D 14/22, зареєстрований 15.05.2003 р., бюл. №5, автори Варламов Г.Б., Любчик Г.М., Марченко Г.С., Макаренко В.О., Мікулін Г.О.], який містить зовнішній циліндричний корпус зі щільною торцевою стінкою, патрубки для підводу газу та повітря, повітряну та газову камери, розділені додатковою стінкою з отворами, у яких паралельно до осі пальника розташовані повітряні трубки, протилежну торцеву стінку, виконану у вигляді розподільної пластини з отворами для подачі газу, та розміщені в газовій камері і закріплені протилежними кінцями в отворах додаткової стінки повітряні трубки з отворами на бокових стінках, причому закріплені в отворах додаткової та розподільної пластин кінці повітряних трубок виходять за їх межі, а осі отворів для повітряних трубок у розподільній та додатковій пластинах розташовані на рівній відстані від осей найближчих суміжних повітряних отворів та його оснащено внутрішнім корпусом з ізольованими від зовнішнього корпусу додатковим патрубком для подачі газу та додатковим патрубком для подачі повітря, з'єднаним з внутрішнім корпусом конічною прокладкою, при цьому всередині внутрішнього корпусу пальника між додатковою і розподільною стінками та повітряними трубками утворена внутрішня газова камера, а між додатковою стінкою та повітряним патрубком - внутрішня повітряна камера. Цей патент прийнятий нами за найближчий аналог. Конструкція даного пальника внаслідок застосування горизонтально розташованих повітряних трубок не надає можливості ефективного утворення якісної повітропаливної суміші у розширеному об'ємі топки чи камери згоряння за межами витоку її з пальника, оскільки факел має однонаправлений напрям розвитку, що значною мірою знижує якість газоповітряної суміші у великому об'ємі топки чи камери згоряння. В основу винаходу поставлена задача удосконалення газового пальника, у якому шляхом зміни конструкції газового пальника зменшується довжина загального факела, створюється об'ємна зона згоряння газоповітряної суміші та знижується вірогідність утворення зон з високою температурою і зниженим значенням швидкості і тим самим підвищується якісний рівень згоряння палива та значно зменшується емісія шкідливих речовин, підвищується якість сумішоутворення і її згоряння, покращується ефективність теплових процесів у топках котлів та камерах згоряння різних установок для різних режимів навантаження. Поставлена задача вирішується тим, що низькоемісійний газовий пальник трубчастого типу з направленим повітряним потоком містить корпус з внутрішньою та зовнішньою трубними дошками, які кріпляться нероз'ємно з повітряними трубками, патрубки для підводу газу та 1 UA 98095 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 повітря, повітряну та газові камери. Повітряні трубки між трубними дошками закріплено у них під кутом в горизонтальній та вертикальній площині відносно центральної повітряної трубки. Між трубними дошками на середині довжини повітряної трубки нероз'ємно встановлена проміжна трубна дошка паралельно внутрішній та зовнішній трубним дошкам, що дозволяє утворити дві газові камери. Перша камера розміщена між внутрішньою та проміжною трубними дошками і призначена для подачі газу під тиском через отвори у повітряних трубках на попереднє (кінетичне) сумішоутворення. Друга - для подачі газу під тиском через отвори у зовнішній трубній дошці для дифузійного сумішоутворення. Така конструкція дозволяє значно покращити якісний рівень утворення паливно-повітряної суміші у всьому об'ємі топки чи камери згоряння, змінювати режими сумішоутворення під час експлуатації агрегату, зменшити аеродинамічний опір фронтальної поверхні пальника, що дозволяє більш ефективно використати кінетичну енергію витоку повітря з пальника для більш якісного сумішоутворення і її згоряння безпосередньо у об'ємі топки котла чи камери згоряння двигуна. Конструктивні особливості винаходу пояснюється кресленнями. На Фіг.1 зображено загальний вигляд газового пальника; на Фіг.2 - повздовжній розріз (по АА) газового пальника; на Фіг.3 - вигляд пальника у аксонометричній проекції. Низькоемісійний газовий пальник трубчастого типу з направленим повітряним потоком містить циліндричний або іншої конфігурації корпус 1 (Фіг.2), патрубки 2 для підводу газу на кінетичне сумішоутворення, патрубок для підводу повітря 3, внутрішню трубну дошку 4, проміжну трубну дошку 5 та зовнішню трубну дошку 6, яка має отвори 7 для подачі газу на дифузійне сумішоутворення, газові камери 8 та 9, повітряні трубки 10 та газові отвори 11 у повітряних трубках для забезпечення кінетичного сумішоутворення, патрубки 12 для подачі газу на дифузійне утворення повітряно-газової суміші, повітряну камеру 13 та центральну повітряну трубку 14. Низькоемісійний газовий пальник трубчастого типу з направленим повітряним потоком працює наступним чином. Повітря через патрубок 3 (Фіг.2) надходить до повітряної камери 13, з якої направляється до повітряних трубок 10. За допомогою патрубків 2 газ під тиском подається у першу газову камеру 8, яка утворюється за допомогою трубних дощок 4 і 5 та корпусу 1, через отвори 11 потрапляє у повітряну трубку 10 для кінетичного сумішоутворення з наступним виходом у зону спалювання топки чи камери згоряння. Одночасно через патрубки 12 газ паралельно подається до другої газової камери 9 і через отвори 7 у зовнішній трубній дошці 6 дифузійно змішується із повітрям і потрапляє у зону спалювання. При такій конструкції низькоемісійного газового пальника трубчастого типу з направленим повітряним потоком за рахунок розташування повітряних трубок під кутом до центральної трубки у горизонтальній та вертикальній площині досягається можливість ефективного використання кінетичної енергії повітря для якісного утворення об'ємного вихору і газоповітряної суміші, її ефективного згоряння в об'ємі топки чи камери згоряння двигуна із мінімальним утворенням шкідливих речовин оксидів азоту та оксиду вуглецю. Низькоемісійний газовий пальник трубчастого типу з направленим повітряним потоком, що містить дві газові камери, дозволяє ефективно регулювати на різних режимах роботи агрегату процеси сумішоутворення та згоряння повітряно-паливної суміші з можливістю працювати або тільки на дифузійному режимі сумішоутворення, або тільки на кінетичному режимі, або на їх комбінації у різних пропорціях витрат палива на кінетичне та дифузійне сумішоутворення. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 50 55 1. Низькоемісійний газовий пальник трубчастого типу з направленим повітряним потоком, що містить корпус, патрубки для підводу газу та повітря, повітряну та газову камери, повітряні трубки, які з'єднані з внутрішньою та зовнішньою трубними дошками пальника, причому зовнішня трубна дошка пальника та повітряні трубки містять отвори для подачі газу, який відрізняється тим, що повітряні трубки розташовані між трубними дошками пальника під кутом в горизонтальній та вертикальній площині відносно центральної повітряної трубки. 2. Низькоемісійний газовий пальник за п. 1, який відрізняється тим, що між трубними дошками на середині довжини повітряної трубки нероз'ємно встановлено проміжну трубну дошку паралельно внутрішній та зовнішній трубним дошкам, що дозволяє розділити газовий простір на дві газові камери. 2 UA 98095 C2 Комп’ютерна верстка А. Рябко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3