Горелка для работы в автоматическом режиме

7 ЩФфф СОЮЗ СОР ЕТСЕП 1 ХСО.ИАЛ и СТИЧ Е С К ИХРЕСПУБЛИК 2 л Г) 1/ НО Г ПАТЕ НТССРССР) ГОСУДАРСТВ ВЕДОМСТВО (ГОСПАТЕНТ Ф . -фф, 1 , 1 1СА- И Е- У ОПК г. пАте й 2 ) 46141 /22) 24.05.8946) 30.08.93, Бюл. М 3231) Р в 2727, Р в 277732) 27,05.88, 14,02,8933) Р71) Бюро проектов и Достав Ужондззнь Хутвя ых Ш п Ш, Спул ка Акцина (Р Ц 72) Я Станошзк, Ришард Келпиньски и, Збигнев Ыакарзвич (Р)(56) Патент США В 4632658, кл, Р 23 ) 11/44, 1986.154) ГС)РЕДКА Д)1 Я РАБОТЫ В АВТОМА И)ЕСКОМ РЕЖИМЕ157) Использование: горелка предназначена пля работы в автоматическом режиме В про 1 ьшЛенных печах, а также для автоматического зажигания больших источников газа, Например в горелках промышленньх гечей, устройств выпуска газа, установках утилизации и других, Сущность изобретения; корГд .пус 1 горелки Вместе со штуером 2 подвода воздуха, штуцеро 13 подвода топлива, воздув)нсй камерой х1;аме.Ой сгорания 5, гереходяцей в выходное отверстие продуктов сгорания з)18 ктр 18 ски изолнрова. при гОмоши ФГу),ОГО изолятора )0 От цилинд ,1 иескОГО эл 8 мен Га ., Ссосю Г.асположен ного внутри корпусагорелки, Изолятор 10 укреплен в задней холодной части горелки, К цил)рице.ком" .Зле 1 ент . Г 1 рикреплен ЗЛ 8 ТРИЧВСКИ: За.:,и"., ВЬ 1 ВЕДВННЬЙ НаОУ- хгу корпусачерез пропускной изолятор 12 и соединенньй со схемой 13 питания, регулирования и злектрического управления. ГО)вящая топливо-воздушная смесь В 18 лях Обнарухкения и кон гооля пламеи ьозбуж - дает соответствующие элект рические сигналы, которые схемой )3 исОльзуОтся для делей автоматического регулирования качества горения и управления работой горелки.3 зпфлы, 3 ил,Изобретение относится к устройствам, предназначенным для работы в автоматическом режиме, применяется в промышленных печах,Сущность изобретения заключается в электрическом изолировании корпуса горелки вместе со штуцером подвода воздуха, штуцером подачи горючего, воздушной ка- мерой и камерой сгорания, переходящей в выходное отверстие продуктов сгорания, от цилиндрического элемента, соосно установленного в корпусе горелки при помощи электрического изолятора, расположенного в ее задней холодной части, К этому центрально расположенному элементу присоединен электрический зажим, выведенный наружу корпуса горелки через проходной изолятор. Зажим соединяется со схемами питания, регулирования и управления.В первом варианте горелки цилиндрический элемент, соосно расположенный в ее корпусе, представляет собой топливную камеру, переходящую в сопла горелки, оканчивающееся цилиндрическим наконечником. Длина цилиндрического наконечника подобрана таким образом, что ее выход находится в пламени горелки, образуя ионизирующий электрод. Ка сопле го-. релки находится завихритель горючей смеси, расположенный перед и за радиально расположенными каналами выхода топлива, По внутреннему диаметру камеры сгорания в ее передней части выполнена острая кромка, расположенная напротив острой кромки, расположенной по периметру сопла горелки, образующая периметрическую искровую щель.Во втором варианте горелки топливную камеру образует пространство между цилиндрическим элементом, соосно установленным в цилиндре с большим диаметром. Сужающаяся конусообразно топливная камера и таким же образом расширяющийся наконечник центрального элемента образуют у выхода периметрическое щелевое сопло горелки. Длина центрального элемента подобрана, таким образом, чтобы его конец вместе с профильным наконечником находился в пламени горелки, Завихритель смеси находится на внутренней стене воздушной камеры напротив радиально расположенных топливных каналов сопла горелки.В третьем варианте горелки воздушная камера соединяется с воздушным трубопроводом, внутри которого соосно расположен цилиндрический элемент, одновременно выполняющий роль газо- и электропровода.Цилиндрический элемент в нескольких местах по своей длине посредством изоляторов, предпочтительно в виде керамическихваликов, расположенных по периметру восевом или радиальном направлении, опирается на воздухопроводе, Воздухопровод5 оканчивается конусно-кольцевой смесительной камерой, на выходе соединяющейся с камерой сгорания, в которой находитсявыход цилиндрического элемента, оканчивающегося соплом горелки с наконечником."0 Соединение изолированного центрального элемента с высоковольтной схемой питания, напряжением иойизации дляобнаружения пламени и со схемой управления исполнительными элементами подачигаза и воздуха позволяет в автоматическомрежиме выполнять зажигание, обнаружение пламени и контролировать пламя, а также качество горения топливной смеси,В горелках большой тепловой мощно 20 сти правильное распределение топлива достигается путем примененияпериметрического сопла горелки, как в случае второго варианта горелки.Предлагаемый третий вариант позволя 25 ет строить горелки очень большой длины,которые могут работать при очень высокойтемпературе среды, поскольку электрическое соединение целей. зажигания и контроля находится в безопасной зоне, удаленной30 от источника тепла.Благодаря отделению воздуха для горения от газа по всей длине горелки, так каких смешивание происходит лишь в камересгорания, и дополнительно .охлаждению35 корпуса горелки протекающим воздухом,возможным стало сконструирование зажигателей с повышенной тепловой мощностью, необходимых, в частности, длязажигания больших выпусков газа в факелах40 и выпускных устройствах газа,Дополнительными достоинствамипредлагаемой горелки является возможность создания ее удлиненной части в виденескольких конструктивных модулей и про 45 стота монтажа на промышленной установке,Предлагаемые горелки отличаются простотой конструкции и отвечают требованиям к горелкам, предназначенным для50 работы в автоматическом режиме.На фиг. 1 схематически изображен продольный разрез горелки согласно первомуварианту, на фиг. 2 представлен продольный разрез горелки согласно второму вари 55 анту, а на фиг, 3 представлен продольныйразрез горелки согласно третьему варианту,предназначенной для зажигания.Горелка согласно первому варианту состоит из корпуса 1 со штуцерами 2 подвОдавоздуха и 3 подвода топлива, образующегово пе га цито8ск гн р 8 г пр ля ро то элж,со,ро,те эа го н Ч хо ра, ло на об 1 ро,ст во во ре ли,м рцилпор мтош;ррасо гн 10 м н ио пр го ски душную камеру 4 и камеру сгорания 5,еходящую в выходную камеру горючихов.Внутри корпуса 1 соосно расположениндрический элемент 6, образующийливную камеру 7, переходящую в соплоорелки, оканчивающееся цилиндричем наконечником 9.В задней части корпуса 1 выполненоздо для фасонного изолятора 10, котой вместе с топливной камерой 7 и сопломрелки отделяют газовое пространство отстранства для горения. Фасонный изоор 10 плотно прижат разъемным штуце 3 подвода топлива к корпусу 1 и кливной камере 7.К топливной камере 7 присоединенктрический зажим 11, выведенный наручерез проходной изолятор 12 и свечу,диненный со схемой 13 питания, регулиания и управления.На сопле 8 горелки установлен завихриь 14 воздушно-топливной смеси, Передихрителем 14 и после него в сопле 8елки выполнены радиально расположене выходные каналы 15 и 16 топлива, а виндрическом наконечнике 9 сопла 8 наится канал 17 топлива.На внутреннем периметре камеры сгоия 5 выполнена острая кромка 18, распоенная напротив острой кромки 19,одящейся на периметре сопла 8 горелки,азующие вместе периметрическому искую щель.Горелка согласно второму варианту соит из корпуса 1 со штуцерами 2 подводадуха и 3 подвода топлива, образующегодушную камеру 4 и камеру сгорания 5, пе одящую в выходную камеру гончих газов.Внутри корпуса 1 соосно умещен цидрический элемент 6, Топливной каой 7 является пространство междуиндрическим элементом 6, соосно расоженным в цилиндре с большим диаметКонусообразно сужающаясяливная камера 7 и конусообразно расяющийся наконечник 9 элемента 6 обуют на выходе периметрическо-щелевоело 8 горелки.В задней части корпуса 1 выполненоздо для хранения фасонного изоляторак которому прикреплен элемент 6 перирическо-щелевого сопла 8. На наконечке 9 элемента 6 сформированыизирующие сегменты.Фасонный изолятор 10 герметическикреплен к задней крышке 20 корпуса 1елки,К элементу 6 присоединен электричей зажим 11, выведенный наружу корпуса 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 1 через проходной изолятор 12, соединенный со схемой 13 питания, регулирования иуправления,На внутренней стенке воздушной камеры 4 установлен завихритель 14, расположенный напротив топливных каналов 15радиально расположенных в сопле 8 горелки.Горелка согласно третьему варианту состоит из корпуса 1 со штуцерами 2 подводавоздуха и 3 подвода топлива, воздушнойкамеры 4, переходящей в воздухопровод 21,оканчивающийся конусно-кольцевой смесительной камерой 22, соединяющей своимвыходом с камерой сгорания 5.Внутри корпуса 1 соосно установлен цилиндрический элемент 6, одновременно выполняющий роль газо- и электропровода,Элемент 6 оканчивается соплом 8 горелки.В задней части корпуса 1 находится фасонный изолятор 10, электрически изолирующий корпус 1 от цилиндрического элемента6.К элементу 6 присоединен электрический зажим 11, выведенный наружу корпуса1 через проходной изолятор 12, соединенный со схемой 13 питания, регулирования иуправления.Выход элемента 6, которыйпредставляет собой сопла 8 горелки с наконечником 9 обнаружения пламени, находится в камере сгорания 5,На сопле 8 горелки установлены завихритель 14 воздушно-топливной смеси. Перед завихрителем 14 и после него в сопле 8горелки выполнены радиально расположенные выходные каналы 15 и 16 топлива, а вцилиндрическом наконечнике сопла 8 находится топливный канал 17.На внутреннем периметре камеры сгорания 5 выполнена острая кромка 18, расположенная напротив острой кромки 19,находящейся на периметре сопла 8 горелки,образующие вместе периметрическую искровую щель,Цилиндрический элемент 6 в нескольких местах по своей длине посредством изоляторов 23 опирается на воздухопроводе21. Изоляторы 23 в виде валиков могут располагаться как в осевом, так и радиальномнаправлении,Воздух в камеру 4 подается через штуцер 2, а топливо в камеру 7 - через штуцер3. По радиальным каналом 15 и 16 и черезсопла 8 горелки поступает топливо, котороесмешиваясь с завихренным при помощи завихрителя 14 воздухом создает горючуюсмесь. Воспламенение смеси происходит засчет подвода на элемент 6 через свечу 12 изажим 11 высокого напряжения, источни1838721 15 72 77 20,г. ком которого является схема питания 13. Искра, проскакивающая между острыми кромками 18 и 19 - в случае первого и третьего вариантов, и между центральным элементом 6 и наконечником 9 сопла 8 горелки - в случае второго варианта, вызывает воспламенение топливной смеси, Горящая топливная смесь возбуждает в цепи обнаружения пламени и контроля пламени соответствующие электрические сигналы, используемые схемой 13 для автоматического регулирования качеством горения и работой горелки.Формула изобретения 1. Горелка для работы в автоматическом режиме, содержащая заземленный корпус со штуцерами для подвода топлива и воздуха, переходящий в камеру сгорания с отверстием для выхода продуктов сгорания, и установленную по оси корпуса цилиндрическую топливную камеру, снабженную на выходе коническим соплом и образующую с корпусом кольцевую воздушную камеру с завихрителем, установленный в задней части корпуса фигурный электроизолятор, электрический зажим, прикрепленный к стенке топливной камеры и выведенный за пределы корпуса для соединения с системой питания, отл ич а ю ща я с я тем, что, с целью упрощения конструкции и расширения возможности эксплуатации, электрический зажим выведен за пределы корпуса герметически через дополнительно установленный в последнем пропускной изолятор и дополнительно соединен с системой электрического управления и регулирования, корпус со штуцерами и камерой сгорания при помощи упомянутого фигурногоэлектроизолятора электрически изолированы от цилиндрической топливной камеры,5 коническое сопло которой выполнено с последней заодно, как ее продолжение, иснабжено навыходе цилиндрическим наконечником, заведенным.в зону сгорания,2. Горелка по и. 1, о т л и ч а ю щ а я с я10 тем, что цилиндрическая топливная камерас соплом и наконечником выполнены в видеионизационного электрода, снаружи соплаи на внутренней поверхности корпуса выполнены периметральные ответные острые15 кромки, образующие между собой кольцевую искровую щель, а упомянутый завихритель установлен на сопле.3. Горелка по и, 1, о т л и ч а ю щ а я с ятем, что топливная камера выполнена в виде20 кольцевой полости, обрамленной внешнейи внутренней стенками, последняя из которых выполнена с расширяющимся конусным наконечником, образующимконусообразное сужение сопла, а во внеш 25 ней стенке топливной камеры в зоне последнего выполнены радиальныетопливные каналы, против которых на внутренней поверхности корпуса расположенупомянутый завихритель,30 4. Горелка по пп, 1 и 2, о т л и ч а ю щ ая с я тем, что в воздушной камере по длинекорпуса в нескольких местах дополнительно установлены опорные валики, контактирующие со стенкой топливной камерой и35 выполненные из электроизоляционной керамики.