Газовая горелка

Заявляемое техническое решение относится  к теплотехнике, а именно к горелочным устройствам теплотехнических агрегатов и может быть использовано в различных областях промышленности, в частности для промышленных термических печей, в сушилках и других нагревательных устройствах.

Известна газовая горелка, включающая воздухоподводящую и расположенную в ней газоподводящую трубы и стабилизатор горения, установленный на выходе газоподводящей трубы, причем стабилизатор горения выполнен в виде венчика, состоящего из лепестков, сечение которых выполнено в форме треугольника (патент RU 73449, опубл. 20.05.2008).

Известна также газовая горелка, содержащая воздухоподводящий корпус, с торцевой стороны которого установлен газоподающий узел с каналом для осевой подачи газа в камеру смешения, закрепленную на концевой части газоподающего узла, размещенной вдоль продольной оси внутри воздухоподводящего корпуса, причем камера смешения снабжена продольными входными воздушными каналами, а также воздушными каналами, выполненными в стенке камеры смешения рядами в окружном направлении (патент RU 131455, опубл. 20.08.2013).

Недостатком известных технических решений является невозможность обеспечения стабильного горения и полного сгорания газа для горелок, рассчитанных на большую тепловую мощность (более 100 кВт) и обладающих значительными массово-расходными характеристиками как по газу, так и по воздуху.

Технический результат, который достигается предлагаемым изобретением, заключается в формировании однородной газовоздушной смеси путем равномерного распределения потоков воздуха по объему смешения и создания газодинамических зон с различными скоростями течения газовоздушной смеси.

Указанный технический результат достигается тем, что в газовой горелке, содержащей воздухоподводящий корпус, с торцевой стороны которого установлен газоподающий узел с каналом для осевой подачи газа в камеру смешения, закрепленную на концевой части газоподающего узла, размещенной вдоль продольной оси внутри воздухоподводящего корпуса, причем камера смешения снабжена продольными входными воздушными каналами, а также воздушными каналами, выполненными в стенке камеры смешения рядами в окружном направлении, согласно изобретению, внутренняя полость камеры смешения выполнена в виде последовательно размещенных полостей, первая из которых выполнена в форме конфузора, сопряженного с цилиндрическими камерами, диаметр которых превышает диаметр выходного отверстия конфузора, между камерами и на выходе последней цилиндрической камеры размещены кольцевые диафрагмы, а смежные  в продольном направлении воздушные каналы выполнены с окружным смещением.

Изобретение поясняется чертежами.

На фиг. 1 изображен общий вид предлагаемой газовой горелки; на фиг. 2 – сечение А-А на фиг. 1; на фиг. 3 – сечение Б-Б на фиг. 1.

Газовая горелка содержит цилиндрический воздухоподводяший корпус 1. С торцевой стороны корпуса 1 установлен газоподающий узел 2 с каналом 3 для осевой подачи газа в камеру смешения 4. Камера смешения 4 закреплена на концевой части 5 газоподающего узла 2 и одновременно коаксиально с зазором размещена во внутренней полости воздухоподводящего корпуса 1. Камера смешения 4 снабжена продольными входными воздушными каналами 6, а также воздушными каналами 7, выполненными в стенках камеры смешения 4 рядами в окружном направлении. Каналы 7 выполнены в стенке под углом к продольной оси камеры смешения 4, при этом смежные в продольном направлении воздушные каналы 7 выполнены с окружным смещением (фиг. 2 и фиг. 3) для обеспечения равномерной подачи воздуха в полость камеры смешения 4. Внутренняя полость камеры смешения 4 выполнена в виде последовательно размещенных  полостей, первая из которых выполнена в виде конфузора 8, сопряженного с цилиндрическими камерами 9 и 10, причем диаметр камер 9 и 10 превышает диаметр выходного отверстия конфузора 8. Между камерами 9 и 10, а также на выходе камеры смешения 4 размещены кольцевые диафрагмы 11 форма и размер которых выбираются расчетным или эмпирическим путем исходя из условия обеспечения равномерного смешения и стабильного горения потока газовоздушной смеси за счет создания газодинамических зон с различными скоростями течения газовоздушной смеси.

Газовая горелка работает следующим образом.

В камеру смешения 4 газ с избыточным давлением подается посредством газоподающего узла 2. Воздух в камеру смешения 4 поступает под избыточным давлением из внутренней полости воздухоподводящего корпуса 1 посредством продольных каналов 6 и каналов 7 в стенках камеры 4. В полости 8 камеры смешения 4 газовоздушная смесь за счет выполнения этой полости в форме конфузора получает дополнительную кинетическую энергию и, соответственно, скорость потока на выходе из полости 8. Поток газовоздушной смеси, расширяясь последовательно цилиндрических камерах 9 и 10, дополнительно обогащается воздухом, который равномерно поступает в эти камеры посредством каналов 7. При этом скорость потока газовоздушной смеси  при расширении в камерах 9 и 10 снижается, в тоже время за счет равномерной дополнительной подачи воздуха через каналы 7 скорость потока газовоздушной смеси частично увеличивается. Поддержание равномерного изменения скорости потока вдоль камер 9 и 10  обеспечивается  диафрагмами 11.

Испытания опытного образца предложенной газовой горелки подтвердили, что использование предложенной конструкции позволяет повысить однородность газовоздушной смеси и, как следствие, полноту сгорания газа.