Газовая горелка трубчатого типа с газовыми инжекторами

ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА ТРУБЧАТОГО ТИПА С ГАЗОВЫМИ ИНЖЕКТОРАМИ Газовая горелка трубчатого типа с газовыми инжекторами может использоваться в котлах различных типов, в теплогенераторах, в камерах сгорания агрегатов. Газовая горелка трубчатого типа с газовыми инжекторами состоит из изолированных друг от друга наружного и внутреннего корпусов, патрубков для подвода газа и воздуха, воздушной и газовых камер,внутренней и наружной торцевыми стенками, между которыми расположены воздушные трубки с расположенными в них под необходимым углом к оси газовыми инжекторами для предварительной подачи газа, промежуточной стенки, которая разделяет друг от друга предварительные (внутреннюю и внешнюю) и основные (внутреннюю и внешнюю) газовые камеры, а наружная торцевая стенка выполнена с отверстиями для диффузионной подачи газа. Варламов Геннадий Борисович (UA),Родинков Сергей Федорович (RU),Приймак Екатерина Александровна,Олиневич Наталия Владимировна,Варламов Дмитрий Геннадиевич (UA)(71)(73) Заявитель и патентовладелец: ВАРЛАМОВ ГЕННАДИЙ БОРИСОВИЧ (UA); РОДИНКОВ СЕРГЕЙ ФЕДОРОВИЧ (RU) Изобретение относится к газовым горелкам со стадийным приготовлением топливной смеси и отдельными каналами для воздуха и газа. Горелка может использоваться в котлах разных типов, в поверхностных и контактных теплогенераторах, в камерах сгорания газотурбинных агрегатов. Известна газовая горелка [патент Украины на изобретение 21118, зарегистрированный 15.02.2007 г., бюл.2, авторы Любчик Г.Н., Говдяк P.M., Варламов Г.Б., Чабанович Л.Б., Шелковский Б.И., Микулин Г.А.], содержащая переднюю и тыльную стенки с отверстиями, воздушные трубки, которые закреплены между воздушными отверстиями стенок, и газовую трубу, которая соединена с центральным отверстием передней стенки, и торцевые пластины, которые закреплены между торцами стенок и вместе с воздушными трубками и стенками образуют газовую камеру, при этом торцевые пластины образуют со стенкой трубчатой камеры сгорания сегментные каналы для подачи дополнительного воздуха в периферийную зону горения. При использовании данной конструкции горелки топливная смесь образуется непосредственно в камере сгорания без предварительного ее образования. Это приводит к неэффективному перемешиванию топливно-воздушной смеси, что сопровождается некачественным сгоранием и снижает надежность агрегата. Известна газовая горелка [патент Украины на изобретение 34812 А, зарегистрирован 15.03.2001 г., бюл.2, авторы Любчик Г.Н., Марченко Г.С.], содержащая корпус с плотной торцевой стенкой, воздушную и газовую камеры, между которыми расположена дополнительная стенка с отверстиями, трубки,а также патрубки для подвода газа и воздуха, противоположную торцевую стенку, выполненную в виде распределительной пластины с отверстиями для подачи газа и размещенных в газовой камере и закрепленных противоположными концами в отверстиях дополнительной стенки воздушных трубок с отверстиями на боковых стенках, причем закрепленные в отверстиях дополнительной и распределительной пластин концы воздушных трубок выходят за их пределы, а оси отверстий для воздушных трубок в распределительной пластине расположены на равном расстоянии от осей ближайших смежных воздушных отверстий. Такое конструктивное исполнение горелки за счет комбинированного (предварительного и диффузионного) смесеобразования не обеспечивает эффективное горение при высоких излишках воздуха, а диапазон рабочего регулирования по тепловой мощности при неизменном избытке воздуха не может превышать 2-3-кратного изменения мощности и не обеспечивает соответствие санитарно-гигиеническим требованиям к продуктам сгорания. Известна горелка [патент Украины на изобретение 56602 А, зарегистрированный 15.05.2003 г.,бюл.5, авторы Варламов Г.Б., Любчик Г.Н., Марченко Г.С., Макаренко В.А., Микулин Г.А.], принятая за ближайший аналог (прототип), содержащая внешний цилиндрический корпус с плотной торцевой стенкой, патрубки для подвода газа и воздуха, воздушную и газовую камеры, разделенные дополнительной стенкой с отверстиями, в которых параллельно оси горелки расположены воздушные трубки, противоположную торцевую стенку, выполненную в виде распределительной пластины с отверстиями для подачи газа, и размещенные в газовой камере и закрепленные противоположными концами в отверстиях дополнительной стенки воздушные трубки с отверстиями на боковых стенках, причем закрепленные в отверстиях дополнительной и распределительной пластин концы воздушных трубок выходят за их пределы, а оси отверстий для воздушных трубок в распределительной и дополнительной пластинах расположены на равном расстоянии от осей ближайших смежных воздушных отверстий, и она имеет внутренний корпус с изолированными от внешнего корпуса дополнительным патрубком для подачи газа и дополнительным патрубком для подачи воздуха, соединенным с внутренним корпусом конической прокладкой, при этом внутри внутреннего корпуса горелки между дополнительной и распределительной стенками и воздушными трубками образована внутренняя газовая камера, а между дополнительной стенкой и воздушным патрубком - внутренняя воздушная камера. Конструкция данной горелки, в которой применение двух пар изолированных газовых и воздушных камер предоставляет возможность эксплуатации е в различных режимах подачи топлива при неизменном коэффициенте избытка воздуха, расширяет диапазон работы горелки как по тепловой мощности, так и по коэффициенту избытка воздуха. Однако конструктивное решение данной горелки не позволяет эффективно влиять на экологические показатели на различных режимах нагрузки агрегата с достижением высоких экономических и экологических характеристик. Поэтому при использовании данной конструкции горелки на некоторых режимах работы агрегата возникает неуправляемое пульсационное горение и вибрационные процессы, что приводит к срыву пламени, эрозии жаровой трубы, разрушению креплений газоподводящих каналов и снижению надежности работы агрегата. Задача изобретения - путем изменения конструкции газовой горелки обеспечить возможность регулирования аэродинамических и тепловых процессов предварительного смесеобразования и сжигания газовоздушной смеси с достижением высоких показателей эффективности и экологичности с одновременным исключением пульсационного горения и вибрационных процессов в широком диапазоне нагрузок агрегата. Поставленная задача достигается тем, что газовая горелка трубчатого типа с газовыми инжекторами содержит внешний и внутренний корпуса, которые изолированы друг от друга, патрубки для подвода газа и воздуха, воздушную и газовые камеры, в которых расположены воздушные трубки, что соответствует аналогу, а в воздушных трубках под необходимым углом к ее оси расположены газовые инжекторы,и содержит торцевую стенку, которая выполнена в виде распределительной пластины с отверстиями для подачи газа. Газовые камеры во внутреннем и внешнем корпусах разделены плотной стенкой, образуя таким образом четыре независимые камеры, что позволяет регулировать подачу топлива в четырех независимых точках его подвода. Данная конструкция позволяет значительно улучшить предварительное образование топливно-воздушной смеси и обеспечить оптимальное регулирование ее качества в более широком диапазоне нагрузок агрегата. Наличие в конструкции горелки газовых инжекторов с необходимым наклоном к оси трубки значительно улучшает процесс предварительного смесеобразования и качественного сжигания в объеме топки или жаровой трубы. Конструктивные особенности изобретения объясняются чертежами. На фиг. 1 изображен общий вид газовой горелки (фронтальная проекция); на фиг. 2 - продольный разрез (по А-А) газовой горелки; на фиг. 3 - воздушная трубка с газовыми инжекторами (элемент С); на фиг. 4 - поперечный разрез (по Б-Б) воздушной трубки с газовыми инжекторами. Газовая горелка трубчатого типа с распределенными внешними предварительной 5 и основной 6 и внутренними предварительной 9 и основной 10 изолированными друг от друга газовими камерами содержит внутреннюю 15, промежуточную 18 и наружную 16 торцевые стенки, внешний 1 и внутренний 2 корпуса, патрубки для подвода газа 7 и 8 во внутренние предварительную 9 и основную (диффузионную) 10 газовые камеры, патрубки для подвода газа 3 и 4 во внешние предварительную 5 и основную (диффузионную) 6 газовые камеры соответственно, патрубок для подвода воздуха 11 в воздушную камеру 12, из которой воздух по воздушным трубкам 13, плотно закрепленным во внутренней 15 и наружной 16 торцевых стенках и с установленными в них на внутренней боковой поверхности газовыми инжекторами 14,подается в зону горения, расположенную за наружной торцевой стенкой 16, куда одновременно подводится газ из внутренней и внешней 6 основных (диффузионных) газовых камер через газовые отверстия 17. Газовая горелка трубчатого типа с газовыми инжекторами работает следующим образом. Воздух через патрубок 11 попадает в воздушную камеру 12, из которой направляется в воздушные трубки 13, проходя через которые он смешивается с газом, подаваемым через газовые инжекторы 14 из внутренней 9 и внешней 5 предварительных газовых камер. На выходе из воздушных трубок обедненная газом смесь получает из газовых отверстий 17 дополнительную порцию газа из внешней 6 и внутренней 10 основных (диффузионных) газовых камер. За наружной торцевой стенкой 16 происходит окончательное формирование газовоздушной смеси и ее сгорание в соответствующей зоне. Применение в газовой горелке трубчатого типа газовых инжекторов с необходимым их наклоном к оси трубки позволяет полностью решить поставленную техническую задачу: значительно улучшить предварительное смесеобразование за счет того, что топливо подается непосредственно в зону горения при качественно высоком уровне перемешивания с воздухом в воздушных трубках, а использование распределенных камер позволяет более оптимально регулировать образование газовоздушной смеси на различных режимах нагрузки агрегата, что приводит к уменьшению вероятности возникновения пульсационного горения и вибрационных процессов. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Газовая горелка трубчатого типа с газовыми инжекторами, содержащая внешние предварительную(5) и основную (6) и внутренние предварительную (9) и основную (10) газовые камеры, которые изолированы друг от друга, патрубки для подвода газа (3, 4, 7, 8) и воздуха (11), воздушную (12) и газовые (5,6, 9, 10) камеры, в которых расположены воздушные трубки (13), торцевые внутреннюю (15) и внешнюю(16) стенки, последняя из которых выполнена в виде распределительной пластины с отверстиями для подачи газа, отличающаяся тем, что внутренние (9, 10) и внешние (5, 6) газовые камеры разделены плотными внутренней (2) и промежуточной (18) стенками, а воздушные трубки содержат газовые инжекторы(14), расположенные под ненулевым углом к оси трубки.