Излучающая горелка

) (131 05 Р 23 О 14/1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯПРИ ГКНТ СССР мОПИСАНИЕ ИЗОБРЕК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ИЯ П,П.Полевой и В,И,Роельство СССР14/12, 1972. ников,(088,8)е свидет Р 23 Оран циил. Р 23 Р(21) 4797316/ (22) 28.02,90 (46) 07,07,92. (71) Институт АН УССР (72) О.Е.Хлеб дионов (53) 662.951.2 (56) Авторско М 525836, клПатент Ф М 2232735, к юл. ЬВ 25ехнической теплофизики(54) ИЗЛУЧАЮЩАЯ ГОРЕЛКА (57) Использование, термическая обработка полупрозрачных материалов. Сущность изобретения; дополнительный излучатель 6 выполнен в виде пакета световодов 7, установленных с образованием каналов для отвода продуктов сгорания, При изменении расхода газовоздушной смеси происходит изменение интенсивностей излучения на основном 5 и дополнительном 6 излучателях в широком диапазоне волн инфракрасного излучения, 1 з,п. ф-лы, 3 ил,4Изобретение относится к газогорелоч- имеют суммарную площадь поперечныхным устройствам, в частности к горелкам сечений, превышающую в 3,10 раз суммардля получения инфракрасного излучения, ную площадь проходных сечений продольшироко применяемыми в технике, в частно- ных каналов,сти, для термообработки полупрозрачных 5 На фиг.1 изображена излучающая гоматериалов(стекла, кварца, оптических кри- релка, общий вид; на фиг.2 - разрез А - А насталлов и т,п,). фиг,1, дополнительный стержневой излучаИзвестны излучающие горелки, содер- тель; нафиг,З-тоже,дополнительныйтрубжащие гаэораспределительный корпус, ка- чатый излучатель.меру сгорания, нагреватель и холодный 10 Горелка имеет корпус 1 с подводящимэкран, выполненный из прозрачного в ИК- патрубком 2. В корпусе последовательнообласти спектра материала, например фто- размещены рассекатель 3, распределительропластовой пленки. ная камера 4, основной излучатель 5, выполОднако горелки имеют низкий коэффи- ненный иэ пористой огнеупорной керамики,циент полезного действия, так как материал 15 и дополнительный излучатель 6, иэготовхолодного экрана поглощает и рассеивает ленный из кварцевых световодов 7. Междуинфракрасное излучениевузкомспектраль- излучателями 5 и 6 образована камера 8ном диапазоне, сгорания, ограниченная огнеупорнымиНаиболее близкой к изобретению по стенками 9, Световоды 7 образуют междутехнической сущности и достигаемому ре собой зазоры 10 и выполнены либо в видеэультату является радиационная горелка, . стержней (фиг,2), либо и виде полых трубокГорелка имеет основную радиационную (фиг,З).пластину из пористого огнеупорного мате- Температура световодов и, соответстриала, и дополнительную радиационную венно, интенсивность излучения дополнипластину, установленную на некотором рас тельного излучателя 6 зависит от условийстоянии от основной в общей камере с пат- теплообмена световодов с газовым потору ком пб ом подвода газовоздушной смеси, ком. Каждый иэ световодов нагревается гаПовышение КПД достигается увеличением эовым потоком в основном через боковуютемпературы дополнительной излучающей поверхность при одновременном излучеповерхности до 1200 С за счет частичного 30 нии через торцовую, поэтому температураиспользования теплоты уходящих газов ос-световода зависит от соотношения теплоновной радиационной пластины на нагрев воспринимающей и теплоотдающей повердополнительной пластины, хностей, что определяется соотношениемНедостатком известной горелки являет- между диаметром и длиной световодов.ся ограничение функциональных возможно При соотношении больше 0,25, т,е. пристей излучения, связанное с отсутствием малойдлинесветоводов,потеритеплотычерегулирования спектра излучения из-за по- рез огнеупорные стенки становятся сопостоянства спектральных характеристик.из- ставимыми с излучаемым потоком, чтолучающего материала. Для эффективного приводит к снижению КПД дополнительнонагрева спектральная характеристика дан го излучателя и, следовательно, к ограниченого излучателя должна в каждом конкрет- нию возможностей регулирования спектраном случае подбираться в строгом всей горелки. При величине соотношениясоответствии с оптическими характеристи- меньше 0,02 увеличение длины световодов)ками нагреваемого материала. ухудшаются характеристики излучателя.Целью изобретения является расшире Для эффективной работы излучающейние функциональных возможностей за счет горелки экспериментально установлено соувеличения диапазона регулирования спек- отношение поперечного сечения световотра инфракрасного излучения. дов к живому сечению для проходаВ излучающей горелке, содержащей продуктов сгорания, равное 3-10, При великорпус с патрубком подвода горючей смеси, 50 чине меньше 3 наблюдается резкое уменьосновной и дополнительный излучатели, ус- шение лучистого потока отдополнительноготановленные с образованием камеры сгора- излучателя в связи с изменением режимания, дополнительный излучатель выполнен течения в каналах и уменьшением коэффив виде пакета цилиндрических световодов, циентов теплоотдачи, А при величине больустановленных параллельно продольной 55 ше 10 резко возрастает аэродинамическоеоси камеры сгорания с образованием про- сопротивление дополнительного иэлучатедольных каналов для отвода продуктов сго- ля при незначительном увеличении КПД гора ния. релки.Световоды выполнены с диаметром, со- При работе устройства смесь газообразставляющим 0,020,25 от длины пакета, и ного топлива с окислителем поступаетчерезСоставитель О.ХлебниковТехред М.Моргентал Корректор М,Керецма Редактор И.йул Заказ 2383 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина; 101 патрубок 2 в корпус 1, при этом рассекателем 3 и распределительной камерой 4 обеспечивается равномерное статическое давление на входе газов в излучатель 5, за счет чего газовоздушная смесь равномерным потоком поступает в камеру 8 сгорания,Горение смеси происходит в основном на поверхности излучателя 5, за счет чего поверхность разогревается, и заканчивается перед дополнительным излучателем 6, Продукты сгорания проходят в зазорах 10, нагревая световоды 7. Воспринятое свето- водами тепло частично переиэлучается через их торцы на основной излучатель 5, повышая температуру его поверхности и интенсифицируя горение смеси. Остальная часть воспринятой световодом теплоты излучается через противоположные торцы.Излучаемый горелкой тепловой поток складывается из потока от излучателя 5 на длинах волн 0,8 - 3,5 мкм, проходящего по кварцевым световодам, и дополнительного потока на длинах волн свыше 3,5 мкм, излучаемого нагретыми кварцевыми световодами.При необходимости изменить спектральную характеристику излучения горелки достаточно изменить расход через нее газо- воздушной смеси. В частности, при увеличении расхода уменьшается нагрев основного излучателя 5, что сопровождается снижением интенсивности излучения на длинах волн 0,8 - 3,5 мкм. Одновременно с этим увеличивается температура кварцевого излучателя 6 и, соответственно, интенсивность излучения на длинах волн свыше 3,5 мкм,Работа горелки, у которой дополнительный излучатель выполнен из трубок, аналогична указанной и отличается только тем, что аэродинамическое сопротивление такого излучателя нижо у д ненного из стрежней, поэтому горелка может работать при меньших располагаемыхнапорах газа и воздуха. Однако при этомуменьшается интенсивность излучения до 5 полнительного излучателя и возможностиего регулирования, поэтому выбор вариантадиктуется конкретными условиями эксплуатации горелки.По данным теоретических расчетов и10 проведенных экспериментальйых исследований опытного образца излучающей горелки установлено, что использованиеизобретения в народном хозяйстве по сравнению с известными горелками фирмы15 "Шванк" ФРГ позволяет увеличить мощностьтеплового потока в 1,5-.1,8 раз и снизитьудельный расход топлива на 30 при одновременном увеличении надежности работыустройства, что обеспечивает получение20 экономического эффекта,Формула изобретения1. Излучающая горелка, содержащаякорпус с патрубком подвода горючей смеси,основной и дополнительный излучатели, ус 25 тановленные с образованием камеры сгорания, отл ич а ю щая с ятем, что,с цельюрасширения функциональных возможностей за счет увеличения диапазона регулирования спектра инфракрасного излучения,30 дополнительный излучатель выполнен в виде пакета цилиндрических световодов, установленных параллельно продольной осикамеры сгорания с образованием продольных каналов для отвода продуктов сгорания.35 2. Горелка по п.1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что световоды выполнены с диаметром,составляющим 0,02- 0,25 длины пакета, иимеют суммарную площадь поперечныхсечений, превышающую в 3- 10 раз сум 40 марную площадь проходных сечений про-.