RU192543U1

RU192543U1 - Burner device

Info

Publication number: RU192543U1
Application number: RU2019112525U
Authority: RU
Inventors: Виктор Ион Ботнару
Original assignee: Виктор Ион Ботнару
Priority date: 2018-06-19
Filing date: 2019-04-24
Publication date: 2019-09-23
Also published as: UA131193U

Abstract

Полезная модель относится к устройствам для сжигания газообразного топлива и может быть использована, например в черной и цветной металлургии, машиностроении для отопления нагревательных и термических печей, печей расплава и обжига, котлов, бойлеров, в сушилах.Горелочное устройство содержит воздухоподающий корпус с передней и задней крышками, установленную по оси корпуса и заглушенную с выходного торца газовую трубку с выпускными наклонными отверстиями, внутри которой врезана перпендикулярно оси воздушная трубка меньшего диаметра с соосным отводом и открытым торцем, вокруг газовой трубки соосно размещена насадка, в полости которой выполнена совмещенная камера смешения и каскадного сжигания топлива, образованная установленной на входе в насадку крышкой с отверстиями и сопряженными цилиндрическим участком с наклонными отверстиями и коническим участком с отверстиями насадки, а к насадке на выходе жестко прикреплено цилиндрическое сопло с кольцевыми рядными отверстиями на части сопла, ограниченной задней крышкой воздухоподающего корпуса, соосно с конической частью насадки и соплом установлена обечайка, на цилиндрической части которой имеются отверстия, при этом на цилиндрической части насадки и стенке воздухоподающего корпуса выполнены отверстия, в которые установлена пламенная трубка, связывающая внутреннюю полость цилиндрической части насадки с внешней средой - открытым пламенем факела пилотной горелки. Кроме того, внутри воздушной трубки установлена центральная трубка подачи мелкодисперсной воды или перегретого пара в камеру смешения и каскадного сжигания топлива, входной конец которой соединен со штуцером, вмонтированным в заднюю крышку воздухоподающего корпуса, а на выходном конце установлен распылитель.The utility model relates to devices for burning gaseous fuels and can be used, for example, in ferrous and non-ferrous metallurgy, mechanical engineering for heating heating and thermal furnaces, melt and firing furnaces, boilers, boilers, in dryers. The burner device contains an air supply housing with front and rear covers installed on the axis of the casing and muffled from the outlet end of the gas pipe with outlet inclined holes, inside of which a smaller diameter air pipe is cut perpendicular to the axis with with an axial bend and an open end, a nozzle is coaxially placed around the gas tube, in the cavity of which a combined mixing and cascade fuel combustion chamber is formed, formed by a lid installed at the inlet of the nozzle with holes and a mating cylindrical section with inclined holes and a conical section with nozzle holes, and the nozzle at the exit is rigidly attached to a cylindrical nozzle with annular in-line openings on the nozzle part bounded by the back cover of the air supply housing, coaxially with the conical part nozzle and nozzle shroud mounted on the cylindrical part which has holes, wherein on the cylindrical part of the nozzle and air supply housing wall provided with openings, into which installed flame tube connecting the internal cavity of the cylindrical part of the nozzle with the exterior - an open flame of the pilot burner flame. In addition, a central tube for supplying finely dispersed water or superheated steam into the mixing chamber and cascading fuel combustion is installed inside the air tube, the inlet end of which is connected to the fitting mounted in the rear cover of the air supply housing, and a spray is installed at the outlet end.

Description

Полезная модель относится к устройствам для сжигания газообразного топлива и может быть использована, например в черной и цветной металлургии, машиностроении для отопления нагревательных и термических печей, печей расплава и обжига, котлов, бойлеров, в сушилах.The utility model relates to devices for burning gaseous fuels and can be used, for example, in ferrous and non-ferrous metallurgy, mechanical engineering for heating heating and thermal furnaces, melt and firing furnaces, boilers, boilers, in dryers.

Известно горелочное устройство (газовый топливный реактор) (US 4708637, F23D 14/00, F23C 3/00; F23C 6/00; F23C 6/04; F23C 7/00, F23L 1/00, 1987 г.), содержащее воздухоподающий корпус, установленную по оси корпуса и заглушенную с выходного торца газовую трубку с выпускными наклонными отверстиями, а внутри газовой трубки врезана перпендикулярно оси воздушная трубка меньшего диаметра с соосным отводом и открытым торцом, вокруг газовой трубки соосно размещена насадка, в полости которой выполнена совмещенная камера смешения и каскадного сжигания топлива, образованная установленной на входе в насадке крышкой с отверстиями и сопряженными цилиндрическим участком с наклонными отверстиями и коническим участком с отверстиями насадки, а к насадке на выходе жестко прикреплено цилиндрическое сопло с кольцевыми, рядными отверстиями на части сопла ограниченной задней крышкой воздухоподающего корпуса, коаксиально конической части насадки и соплу установлена обечайка, на цилиндрической части которой имеются отверстия, при этом на цилиндрической части насадки и стенке воздухоподающего корпуса выполнены отверстия связывающие через пламенную трубку внутреннюю полость цилиндрической части насадки с открытым пламенем факела пилотной горелки с каскадным сжиганием газа при ударном противотоке газовых и воздушных струй. Наличие подачи части продуктов сгорания (рециркулята) в зону каскадного горения способствует стабилизации процесса горения и экономичности устройства.Known burner device (gas fuel reactor) (US 4708637, F23D 14/00, F23C 3/00; F23C 6/00; F23C 6/04; F23C 7/00, F23L 1/00, 1987) containing an air supply housing a gas tube with exhaust inclined openings installed along the axis of the casing and plugged from the outlet end, and a smaller diameter air tube with a coaxial outlet and an open end is inserted perpendicularly to the axis inside the gas tube, a nozzle is placed coaxially around the gas tube, in the cavity of which a combined mixing chamber is made and cascade fuel combustion formed by a cap with holes in the nozzle inlet and a mating cylindrical section with inclined holes and a conical section with nozzle holes, and a cylindrical nozzle with annular, in-line openings on the nozzle part is limited to the nozzle part by a limited back cover of the air supply housing, coaxially conical part of the nozzle and a nozzle has a shell, on the cylindrical part of which there are holes, while on the cylindrical part of the nozzle and the wall of the air supply housing, holes through the flame tube, the internal cavity of the nozzle cylindrical part with the open flame of the pilot torch with cascading gas burning during shock countercurrent of gas and air jets. The presence of a portion of the combustion products (recirculate) in the cascade combustion zone helps to stabilize the combustion process and the efficiency of the device.

Однако описанное устройство представляет собой довольно сложную конструкцию, поэтому является недостаточно надежным в эксплуатации, кроме того при наличии большого количества полостных каналов (воздушных и газовых), образованных дополнительными цилиндрическими кожухами значительно затрудняется настройка газодинамических параметров, что кроме того приводит к возникновению непрогнозируемых режимов при переходных процессах работы горелочного устройства.However, the described device is a rather complex design, therefore, it is not reliable enough to operate, in addition, in the presence of a large number of cavity channels (air and gas) formed by additional cylindrical casings, the setting of gas-dynamic parameters is significantly more difficult, which also leads to the emergence of unpredictable regimes during transient burner operation processes.

Недостатком описанного устройства является также отсутствие обратной связи по регулированию объема подаваемого рециркулята в зону каскадного горения, приводящее к нестабильности процесса горения при переходных режимах работы реактора. Ударный противоток газовых и воздушных струй недостаточно эффективен.A disadvantage of the described device is the lack of feedback on the regulation of the volume of recirculated feed to the cascade combustion zone, leading to instability of the combustion process during transient reactor operation. The shock countercurrent of gas and air jets is not effective enough.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является горелочное устройство (газовый топливный реактор) (RU №99596 U1l, F23D 14/02, 2010 г.), содержащее воздухоподающий корпус, установленную по оси корпуса и заглушенную с выходного торца газовую трубку с выпускными наклонными отверстиями, внутри которой врезана перпендикулярно оси воздушная трубка меньшего диаметра с соосным отводом и открытым торцом, вокруг газовой трубки соосно размещена насадка, в полости которой выполнена совмещенная камера смешения и каскадного сжигания топлива, образованная установленной на входе в насадку крышкой с отверстиями и сопряженными цилиндрическим участком с наклонными отверстиями и коническим участком с отверстиями насадки, а к насадке на выходе жестко прикреплено цилиндрическое сопло с кольцевыми, рядными отверстиями, на части сопла ограниченной задней крышкой воздухоподающего корпуса, коаксиально конической части насадки и соплу установлена обечайка, на цилиндрической части которой имеются отверстия, при этом на цилиндрической части насадки и стенке воздухоподающего корпуса выполнены отверстия, связывающие через пламенную трубку внутреннюю полость цилиндрической части насадки с внешней средой - открытым пламенем факела пилотной горелки с каскадным сжиганием газа при ударном противопотоке газовых и воздушных потоков, на конической части насадки в отверстия встроены клапаны с биметаллическим приводом кинематически связанным с конической частью насадки. При этом наклонные отверстия цилиндрической части насадки и газовой трубки выполнены со спиральной накаткой при оппозитном их размещении, оси упомянутых отверстий, размещенных на конической части насадки смещены в сторону меньшего основания конуса на расстояние 0,5-0,7 длины образующей конуса.The closest in technical essence to the claimed one is a burner device (gas fuel reactor) (RU No. 99966 U1l, F23D 14/02, 2010), containing an air supply housing installed along the axis of the housing and a gas pipe with outlet inclined openings plugged from the outlet end , inside of which a smaller diameter air tube with a coaxial outlet and an open end is inserted perpendicular to the axis, a nozzle is placed coaxially around the gas tube, in the cavity of which a combined chamber for mixing and cascading fuel combustion is made, the cap installed at the nozzle inlet with holes and a mating cylindrical section with inclined holes and a conical section with nozzle holes, and a cylindrical nozzle with annular, in-line openings is rigidly attached to the nozzle at the outlet, and the nozzle is bounded by a rear cover of the air supply housing, coaxially conical part a nozzle and a shell are installed, on the cylindrical part of which there are holes, while on the cylindrical part of the nozzle and the wall of the air supply housing holes are filled that connect the internal cavity of the nozzle cylindrical part through the flame tube with the external medium — the open flame of the pilot torch with cascading gas combustion during shock counterflow of gas and air flows; valves with a bimetallic actuator kinematically coupled kinematically connected to the nozzle nozzle are built into the holes on the conical part of the nozzle . In this case, the inclined holes of the cylindrical part of the nozzle and the gas tube are made with spiral knurling at their opposite placement, the axes of the said holes placed on the conical part of the nozzle are shifted towards the smaller base of the cone by a distance of 0.5-0.7 of the length of the generatrix of the cone.

Недостатками описанного устройства является большой расход горючих газов, что существенно снижает экономичность горелочного устройства, следствием такого большого расхода горючих газов является наличие выбросов вредных веществ в атмосферу, что снижает экологичность использования такого устройства. Кроме того недостатком является также сложность управления факелом горелочного устройства.The disadvantages of the described device is the high consumption of combustible gases, which significantly reduces the efficiency of the burner device, the consequence of such a large consumption of combustible gases is the presence of emissions of harmful substances into the atmosphere, which reduces the environmental friendliness of the use of such a device. In addition, the disadvantage is the difficulty of controlling the torch of the burner device.

Технический результат, на получение которого направлена полезная модель, заключается в снижении потребления горючих газов и содержания загрязняющих вредных веществ в атмосфере, что приводит к повышению его экономичности и экологичности.The technical result to which the utility model is directed is to reduce the consumption of combustible gases and the content of polluting harmful substances in the atmosphere, which leads to an increase in its economy and environmental friendliness.

Решение поставленной задачи и достижение заявленного технического результата обеспечивается тем, что горелочное устройство, содержащее воздухоподающий корпус с передней и задней крышками, установленную по оси корпуса и заглушенную с выходного торца газовую трубку с выпускными наклонными отверстиями, внутри которой врезана перпендикулярно оси воздушная трубка меньшего диаметра с соосным отводом и открытым торцом, вокруг газовой трубки соосно размещена насадка, в полости которой выполнена совмещенная камера смешения и каскадного сжигания топлива, образованная установленной на входе в насадку крышкой с отверстиями и сопряженными цилиндрическим участком с наклонными отверстиями и коническим участком с отверстиями насадки, а к насадке на выходе жестко прикреплено цилиндрическое сопло с кольцевыми рядными отверстиями на части сопла, ограниченной передней крышкой воздухоподающего корпуса, коаксиально конической части насадки и соплу установлена обечайка, на цилиндрической части которой имеются отверстия, при этом на цилиндрической части насадки и стенке воздухоподающего корпуса выполнены отверстия, в которые установлена пламенная трубка, связывающая внутреннюю полость цилиндрической части насадки с внешней средой - открытым пламенем факела пилотной горелки, согласно полезной модели, внутри воздушной трубки установлена центральная трубка подачи мелкодисперсной воды или перегретого пара в камеру смешения и каскадного сжигания топлива, входной конец которой соединен со штуцером, вмонтированным в заднюю крышку воздухоподающего корпуса, а на выходном конце установлен распылитель,The solution of this problem and the achievement of the claimed technical result is ensured by the fact that a burner device comprising an air supply housing with front and rear covers, a gas pipe with exhaust inclined openings, muffled from the outlet end, and an air tube of smaller diameter cut perpendicular to the axis with a coaxial tap and an open end, a nozzle is placed coaxially around the gas tube, in the cavity of which a combined chamber of mixing and cascade compression is made fuel gase, formed by a cap installed at the nozzle inlet with holes and a mating cylindrical section with inclined holes and a conical section with nozzle holes, and a cylindrical nozzle with annular row openings on the nozzle part bounded by the front cover of the air supply housing is coaxially attached to the nozzle the conical part of the nozzle and the nozzle mounted shell, on the cylindrical part of which there are holes, while on the cylindrical part of the nozzle and the wall of the air holes in the housing, in which a flame tube is installed that connects the internal cavity of the cylindrical part of the nozzle with the external medium — the open flame of the pilot torch, according to a utility model, a central tube for supplying finely dispersed water or superheated steam into the mixing chamber and cascading fuel combustion is installed inside the air tube the inlet end of which is connected to a fitting mounted in the rear cover of the air supply housing, and a spray is installed at the outlet end,

Кроме того, заявленное устройство может быть снабжено дополнительными трубками подачи мелкодисперсной воды или перегретого пара в камеру смешения и каскадного сжигания топлива, врезанными в заднюю крышку корпуса и в патрубок подачи воздуха, на выходных концах которых установлены распылители.In addition, the claimed device can be equipped with additional tubes for supplying finely dispersed water or superheated steam into the mixing chamber and cascading fuel combustion, cut into the rear cover of the housing and into the air supply pipe, at the outlet ends of which there are sprayers.

Кроме того, заявленное горелочное устройство может быть снабжено дополнительными трубками подачи воды, охватывающими цилиндрическую и коническую части насадки, свободные концы которых соединены со змеевиком навитым на сопло для образования перегретого пара и подачи его в камеру смешения и каскадного сжигания топлива.In addition, the inventive burner device can be equipped with additional water supply tubes covering the cylindrical and conical parts of the nozzle, the free ends of which are connected to a coil wound on the nozzle to form superheated steam and supply it to the mixing chamber and cascading fuel combustion.

Снижение потребления горючих газов обеспечивается за счет частичной замены их мелкодисперсной водой или перегретым паром, молекулы которых расщепляются на атомы водорода и кислорода в условиях наличия в горелочном устройстве высокой температуры (более 1400 град. Цельсия) и кинетической энергии сгоревших газов, в дальнейшем водород сжигается. Поскольку при сжигании водорода вредные вещества не образуются, снижаются выбросы вредных веществ и таким образом общая масса вредных веществ от сжигания газа существенно снижается, что приводит к повышению его экономичности и экологичности. При этом путем регулирования количества подаваемой мелкодисперсной воды или перегретого пара можно управлять параметрами факела горелки (температурой, длиной факела и другими параметрами), что также приводит к повышению его экономичности горелочного устройства.Reducing the consumption of combustible gases is achieved by partially replacing them with finely dispersed water or superheated steam, the molecules of which are split into hydrogen and oxygen atoms under conditions of high temperature (more than 1400 degrees Celsius) in the burner and the kinetic energy of the burnt gases, then hydrogen is burned. Since no harmful substances are formed during the combustion of hydrogen, emissions of harmful substances are reduced and thus the total mass of harmful substances from burning gas is significantly reduced, which leads to an increase in its economy and environmental friendliness. In this case, by controlling the amount of finely dispersed water or superheated steam supplied, it is possible to control the parameters of the torch of the burner (temperature, length of the torch and other parameters), which also leads to an increase in its efficiency of the burner device.

На Фиг. 1 представлен общий вид заявляемого горелочного устройства; на Фиг. 2 - вариант общего вида горелочного устройства, в котором осуществлено получение перегретого пара непосредственно в самом устройстве, а также варианты подачи мелкодисперсной воды или перегретого пара в горелочное устройство.In FIG. 1 presents a General view of the inventive burner device; in FIG. 2 is a variant of the general view of the burner device, in which superheated steam is produced directly in the device itself, as well as options for supplying finely dispersed water or superheated steam to the burner device.

Горелочное устройство содержит воздухоподающий корпус 1 с передней 2 и задней 3 крышками, установленную по оси корпуса 1 и заглушенную с выходного торца шайбой 11 газовую трубку 4 с выпускными наклонными отверстиями 17, входной конец которой соединен со штуцером 13, к которому подсоединен патрубок подачи газа 26, а внутри газовой трубки 4 врезана перпендикулярно оси воздушная трубка 5 меньшего диаметра с соосным отводом и открытым торцом, вокруг газовой трубки 4 соосно размещена насадка 34 с цилиндрической 6 и конической 12 частями, в полости которой выполнена совмещенная камера смешения и каскадного сжигания топлива, образованная установленной на входе в насадку 34 крышкой 14 с отверстиями 15 и сопряженными цилиндрической частью 6 с наклонными отверстиями 16 с конической частью 12 с отверстиями 18 насадки 34, при этом наклонные отверстия 16 цилиндрической части 6 насадки 34 и наклонные отверстия 17 газовой трубки 4 выполнены с пересечением их осей с осью радиальных отверстий 15 крышки 14 для обеспечения стехиометрического сгорания топлива, дополнительной подачи воздуха для дожигания продуктов горения и создания импульса для выноса продуктов сгорания из устройства. Для подогрева воздуха и рециркуляции части сгоревших газов на конической части насадки 12 выполнены отверстия 18 с защитными козырьками 19 и к конической части насадке 12 на выходе жестко прикреплено цилиндрическое сопло 7 с кольцевыми рядными отверстиями 9 на части сопла 7, ограниченного передней крышкой 2 воздухоподающего корпуса 1, соосно конической части 12 насадки 34 и соплу 7 установлена обечайка 8, на цилиндрической части которой имеются отверстия 10. При этом на цилиндрической 6 части насадки 34 и стенке воздухоподающего корпуса 1 выполнены наклонные отверстия 16, 17, связывающие через установленную в соосных отверстиях 20 и 21 на цилиндрической части 6 насадки 34 и стенке воздухоподающего корпуса 1 пламенную трубку 22 внутреннюю полость цилиндрической части 6 насадки 34 с внешней средой - открытым пламенем факела пилотной горелки (на чертеже не показана). Внутри воздушной трубки 5 установлена центральная трубка 27 подачи мелкодисперсной воды или перегретого пара в камеру The burner device includes an air supply housing 1 with a front 2 and a back 3 covers, mounted along the axis of the housing 1 and a gas pipe 4 plugged from the outlet end by a washer 11 with outlet inclined openings 17, the inlet end of which is connected to a fitting 13 to which a gas supply pipe 26 is connected and inside the gas tube 4 an air tube 5 of smaller diameter is inserted perpendicular to the axis with a coaxial bend and an open end, around the gas tube 4 there is a coaxial nozzle 34 with a cylindrical 6 and conical 12 parts, in the cavity of which the first is a combined chamber for mixing and cascading fuel combustion, formed by a cover 14 installed at the inlet of the nozzle 34 with holes 15 and the mating cylindrical part 6 with inclined holes 16 with the conical part 12 with holes 18 of the nozzle 34, while the inclined holes 16 of the cylindrical part 6 of the nozzle 34 and inclined holes 17 of the gas tube 4 are made with the intersection of their axes with the axis of the radial holes 15 of the cover 14 to provide stoichiometric combustion of fuel, additional air supply for afterburning of the product in burning and creating an impulse for the removal of combustion products from the device. To heat the air and recirculate part of the burnt gases on the conical part of the nozzle 12, holes 18 are made with protective visors 19 and a cylindrical nozzle 7 with ring in-line openings 9 is rigidly attached to the conical part of the nozzle 12 on the part of the nozzle 7, limited by the front cover 2 of the air supply housing 1 coaxially with the conical part 12 of the nozzle 34 and the nozzle 7, a shell 8 is installed, on the cylindrical part of which there are holes 10. Moreover, on the cylindrical 6 part of the nozzle 34 and the wall of the air supply housing 1 are made inclined holes 16, 17, connecting through a flame tube 22 installed in the coaxial holes 20 and 21 on the cylindrical part 6 of the nozzle 34 and the wall of the air supply housing 1 to the inner cavity of the cylindrical part 6 of the nozzle 34 with the external medium — the open flame of the pilot torch (not shown in the drawing ) Inside the air tube 5, a central tube 27 for supplying finely dispersed water or superheated steam into the chamber is installed

смешения и каскадного сжигания топлива, входной конец которой соединен со штуцером 13 вмонтированным в заднюю крышку 3 воздухоподающего корпуса 1, передняя крышка 2 которого установлена с зазором относительно сопла 7 для обеспечения компенсации возможного температурного расширения и удлинения сопла, кроме того газовая трубка 4 шпоночно соединена с упомянутой крышкой 14, при этом на газовой трубке 4 закреплена шпонка 24, входящая в шпоночный паз, выполненный в центральном отверстии крышки 14 для предотвращения смещения точек пересечения осей отверстий 17 газовой трубки 4, отверстий 16 цилиндрической части 6 насадки 34, отверстий 15 крышки 14.mixing and cascading fuel combustion, the input end of which is connected to the fitting 13 mounted in the rear cover 3 of the air supply housing 1, the front cover 2 of which is installed with a gap relative to the nozzle 7 to provide compensation for possible thermal expansion and elongation of the nozzle, in addition, the gas pipe 4 is keyed to said lid 14, wherein a key 24 is fastened to the gas tube 4 and is included in a keyway made in the central hole of the lid 14 to prevent displacement of the intersection points of the axes 17 tversty gas tube 4, the openings 16 of the cylindrical portion 6 of the nozzle 34, the openings 15 of cover 14.

Кроме того, горелочное устройство (Фиг. 2) может быть снабжено дополнительными трубками 29 для подачи мелкодисперсной воды или перегретого пара в камеру смешения и каскадного сжигания топлива и дополнительными трубками 30 для подачи воды врезанными в заднюю крышку 3 корпуса 1 и дополнительными трубками 31 для подачи образовавшегося перегретого пара, причем дополнительные трубки 30 и 31 эквидистантно охватывают цилиндрическую 6 и коническую 12 части насадки 34, соединяясь между собой через змеевик 32 навитый на сопло 7, при оптимальных вариантах выполнения горелочного устройства, в патрубок 23 подачи воздуха воздухоподающего корпуса 1 может быть также вмонтирована трубка 28 для подачи мелкодисперсной воды или перегретого пара. На выходных концах центральной трубки 27, дополнительных трубок 28 и 29 для подачи мелкодисперсной воды или перегретого пара установлены распылители 33. Для крепления горелочного устройства при установке на рабочее место предусмотрены крепежные опоры 25, их количество определяется конкретными условиями эксплуатации.In addition, the burner device (Fig. 2) can be equipped with additional pipes 29 for supplying finely dispersed water or superheated steam into the mixing chamber and cascading fuel combustion and additional pipes 30 for supplying water cut into the back cover 3 of the housing 1 and additional pipes 31 for supplying superheated steam formed, with additional tubes 30 and 31 equidistantly covering the cylindrical 6 and conical 12 parts of the nozzle 34, interconnected through a coil 32 wound around the nozzle 7, with optimal options filling the burner device, the pipe 28 for supplying fine water or superheated steam may also be mounted in the air supply pipe 23 of the air supply housing 1. At the output ends of the central tube 27, additional tubes 28 and 29 for supplying finely dispersed water or superheated steam, atomizers 33 are installed. Mounting supports 25 are provided for fixing the burner device when installed in the workplace, their number is determined by specific operating conditions.

Горелочное устройство работает следующим образом.The burner device operates as follows.

Через патрубок 26 штуцера 13 газ подается в газовую трубку 4 и далее через наклонные отверстия 17 поступает в камеру смешения и каскадного сжигания. Для запуска процесса горения используется пилотная (пусковая или запальная) горелка (на чертеже не показана) с пламенной трубкой 22, которые входят в совмещенную камеру смешения и каскадного сжигания топлива. Через патрубок 23 подается воздух, который поступает в камеру, образованную воздухоподающим корпусом 1 и обечайкой 8 через отверстия 10 в цилиндрической части обечайки 8, где подогревается газами идущими через отверстия 18 и защитные козырьки 19. В дальнейшем потоки воздуха подразделяются. Воздух через наклонные отверстия 16 насадки 34 поступает в камеру смешения и каскадного сжигания топлива, где сталкивается в строго фиксированных точках с поступающим газом из газовой трубки 4 по наклонным отверстиям 17 газовой трубки 4. Размеры наклонных отверстий 16 и 17 определяются конструктивно с учетом давления воздуха и газа, обеспечивая потоки воздуха и газа близкие к стехиометрическому состоянию. Через отверстия 15 крышки 14 расположенные по окружности, оси которых ориентированы на точки пересечения потоков воздуха и газа, часть воздуха, который является избыточным, попадает в камеру смешения и каскадного сжигания топлива. Функция потоков излишнего воздуха заключается в охлаждении пламени и проталкивании продуктов горения и несгоревшего газа вперед, освобождая этим первую зону горения. Результирующий поток будет содержать несгоревший газ, продукты горения и большой избыток воздуха. Потоки воздуха, поступающие через второй ряд входных наклонных отверстий 16 насадки 34 и потоки газа, поступающие из второго ряда наклонных отверстий 17 газовой трубки 4, встречаются в точках их пересечения с результирующим потоком первой зоны горения и на этом участке, составляющем вторую зону горения, они сгорают. Вначале во второй зоне горения сгорает недогоревший газ продуктов горения первой зоны горения, так как он предварительно нагрет в результирующем потоке. Результирующий поток первой зоны горения оказывает охлаждающее действие на вторую зону горения и способствует перемещению всех продуктов вперед. Результирующий поток второй зоны горения будет иметь большую скорость, так как состоит из суммы двух потоков: первой и второй зоны горения. Таких зон горения можно сформировать множество за счет последующих совмещения наклонных отверстий 16 насадки 34 и наклонных отверстий 17 газовой трубки 4. Общий поток всех зон горения ударяется в коническую часть 12 насадки 34 и отклоняется к соплу 7. Одновременно подается воздух через воздушную трубку 5 и происходит окончательное догорание несгоревших частиц топлива и продуктов горения. Часть продуктов горения проходит из камеры смешения и каскадного сжигания топлива через отверстия 18 в коническую часть 12 насадки 34, нагревая поступающий туда воздух, и затем идет вместе с воздухом на повторное сжигание. Часть воздуха через кольцевые рядные отверстия 9 поступает в сопло 7, создает охлаждающий слой и способствует сгоранию остатков топлива и продуктов горения. В камеру смешения и каскадного сжигания подаются мелкодисперсная вода или перегретый пар посредством дополнительных трубок 28 и 29 вмонтированных в патрубок подачи воздуха 23 и в заднюю крышку 3 воздухоподающего корпуса 1, соответственно, а также через центральную трубку 27, установленную соосно центральной оси устройства. Перегретый пар можно получить также, используя тепло горелочного устройства, подавая воду через дополнительную трубку 30 в змеевик 32. Образовавшийся перегретый пар проходит через трубку 31 в камеру смешения и каскадного сжигания. Мелкодисперсная вода образовывается путем прохождения ее под большим давлением через распылители 33 установленные на выходе центральной трубки 27, дополнительных трубок 28 и 29. В качестве распылителей 33 могут использоваться пластинки с отверстиями. Горелочное устройство, представленное на Фиг. 2, позволяет реализовывать различные варианты работы устройства путем использования для подачи мелкодисперсной воды или перегретого пара не только через центральную трубку 27, но и, по крайней мере, через одну из перечисленных выше дополнительных трубок 28 и 29, а также трубку 30 для подачи воды.Through the pipe 26 of the nozzle 13, the gas is supplied to the gas pipe 4 and then through the inclined holes 17 it enters the mixing and cascade combustion chamber. To start the combustion process, a pilot (starting or ignition) burner (not shown) is used with a flame tube 22, which enter a combined chamber for mixing and cascading fuel combustion. Air is supplied through the pipe 23, which enters the chamber formed by the air supply housing 1 and the shell 8 through the openings 10 in the cylindrical part of the shell 8, where it is heated by gases passing through the openings 18 and the protective visors 19. In the future, the air flows are divided. Air through the inclined holes 16 of the nozzle 34 enters the mixing and cascade fuel combustion chamber, where it collides at strictly fixed points with the incoming gas from the gas pipe 4 through the inclined holes 17 of the gas pipe 4. The dimensions of the inclined holes 16 and 17 are determined structurally taking into account air pressure and gas, providing air and gas flows close to the stoichiometric state. Through the holes 15 of the cover 14 located on a circle, the axes of which are oriented at the intersection points of the air and gas flows, part of the air that is redundant enters the mixing and cascading fuel combustion chamber. The function of the excess air flows is to cool the flame and push the combustion products and unburned gas forward, thereby freeing up the first combustion zone. The resulting stream will contain unburned gas, combustion products and a large excess of air. Air flows entering through the second row of inlet inclined openings 16 of the nozzle 34 and gas flows coming from the second row of inclined openings 17 of the gas tube 4 are found at the points of intersection with the resulting stream of the first combustion zone and in this section constituting the second combustion zone, they burn out. First, in the second combustion zone, unburned gas of the combustion products of the first combustion zone is burned, since it is preheated in the resulting stream. The resulting flow of the first combustion zone has a cooling effect on the second combustion zone and helps to move all products forward. The resulting flow of the second combustion zone will have a high speed, since it consists of the sum of two flows: the first and second combustion zones. There are many such combustion zones due to the subsequent combination of the inclined holes 16 of the nozzle 34 and the inclined holes 17 of the gas tube 4. The total flow of all combustion zones hits the conical part 12 of the nozzle 34 and deviates to the nozzle 7. At the same time, air is supplied through the air tube 5 and occurs final burning of unburned particles of fuel and combustion products. Part of the combustion products passes from the mixing and cascading fuel combustion chamber through the openings 18 to the conical part 12 of the nozzle 34, heating the air entering there, and then goes to the secondary combustion together with the air. Part of the air through the annular row openings 9 enters the nozzle 7, creates a cooling layer and contributes to the combustion of residual fuel and combustion products. Fine water or superheated steam is supplied to the mixing and cascade combustion chamber by means of additional pipes 28 and 29 mounted in the air supply pipe 23 and in the back cover 3 of the air supply housing 1, respectively, and also through a central tube 27 mounted coaxially with the central axis of the device. Superheated steam can also be obtained using the heat of the burner, feeding water through an additional tube 30 to the coil 32. The resulting superheated steam passes through the tube 31 into the mixing and cascade combustion chamber. Fine water is formed by passing it under high pressure through the nozzles 33 installed at the outlet of the central tube 27, additional tubes 28 and 29. Plate with holes can be used as the nozzles 33. The burner device shown in FIG. 2, it is possible to implement various variants of the device’s operation by using finely dispersed water or superheated steam not only through the central tube 27, but also through at least one of the above additional tubes 28 and 29, as well as a water supply tube 30.

Использование предлагаемого горелочного устройства обеспечивает снижение потребления газа и максимальное уменьшение выброса загрязняющих веществ за счет ввода в горелочное устройство мелкодисперсной воды или перегретого пара с расщеплением молекул воды на водород и кислород и сжигания образовавшегося водорода.Using the proposed burner device provides a reduction in gas consumption and a maximum reduction in the emission of pollutants by introducing finely dispersed water or superheated steam into the burner device with the splitting of water molecules into hydrogen and oxygen and burning of the formed hydrogen.

Claims

1. A burner device comprising an air supply housing with front and rear covers, a gas tube with exhaust inclined openings mounted along the axis of the body and muffled from the outlet end, inside which a smaller diameter air pipe is inserted perpendicular to the axis with a coaxial outlet and an open end, coaxially around the gas pipe a nozzle is placed, in the cavity of which a combined chamber for mixing and cascading fuel combustion is made, formed by a lid installed at the inlet of the nozzle with holes and coupled qi an indrical section with inclined holes and a conical section with nozzle holes, and a cylindrical nozzle with annular row holes on the nozzle part bounded by the rear cover of the air supply housing is rigidly attached to the nozzle at the outlet, a shell is fitted coaxially with the conical part of the nozzle and the nozzle, on the cylindrical part of which there are holes, while on the cylindrical part of the nozzle and the wall of the air supply housing holes are made in which a flame tube is installed that connects the inner polo the cylindrical part of the nozzle with the external medium — the open flame of the pilot torch, characterized in that a central tube for supplying finely dispersed water into the mixing chamber and cascading fuel combustion is installed inside the air tube, the inlet end of which is connected to the fitting mounted in the rear cover of the air supply housing, and an atomizer is installed at the output end.

2. The device according to p. 1, characterized in that it is equipped with additional tubes for supplying finely dispersed water into the mixing chamber and cascading fuel combustion, cut into the back cover of the housing and / or into the air supply pipe, at the outlet ends of which there are sprayers.

3. The device according to claim 1 or 2, characterized in that it is provided with additional water supply tubes covering the cylindrical and conical parts of the nozzle, the free ends of which are connected to a coil wound on the nozzle.