ЭКОНОМИЧНАЯ, ВСЕЯДНАЯ ГОРЕЛКА ДУДЫШЕВА

Дудышев Валерий Дмитриевич, Россия, Самара
Самарский технический университет

ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

1. Горелка, содержащая корпус, входной топливопровод и сопло, отличающийся тем, что она снабжена устройством экономии основного топлива, например, газа, содержащим интенсификатор горения факела пламени, генератор дополнительного топливного газа, активизаторы компонентов топливной смеси.

2. Горелка по п. 1 отличающаяся тем, что интенсификатор горения факела пламени содержит источник электрического поля, вводимого в факел пламени с параметрами, например, напряжённостью поля, достаточными для более полного сгорания компонентов топлива, завихритель факела пламени и электрический воспламенитель – стабилизатор горения.

3. Горелка по п.п. 1, 2 отличающаяся тем, что в факел пламени введено постоянное электрическое поле с вектором поля, совпадающим с осью вращения факела пламени.

4. Горелка по п. 1, 2 отличающаяся тем, что в факел пламени введено переменное электрическое поле, с вектором поля, перпендикулярным оси вращения факела пламени с регулируемой частотой.

5. Горелка по п.п. 1 - 4 отличающаяся тем, что в факел пламени одновременно введены продольное и поперечное электрические поля.

6. Горелка по п.п. 1 - 5 отличающаяся тем, что источник, создающий электрическое поле в пламени горелки, выполнен в виде регулируемого блока высокого напряжения электрически присоединенного к электродам, размещенным вокруг факела пламени.

7. Горелка по п.п. 1 - 6 отличающаяся тем, что электроды выполнены, например, кольцевыми, причем разного диаметра, один из которых размещён в основании (устье) факела пламени, а другие кольцевые электроды расположены коаксиально факелу пламени вдоль до его вершины и выше, причём диаметры кольцевых электродов должны превышать диаметры факела пламени из условия недопустимости электрического пробоя между электродами по факелу пламени во всех режимах работы горелки.

8. Горелка по п.л. 1 - 7 отличающаяся тем, что один электрод выполнен кольцевым с тангенциальными вводами компонентов топливной смеси и размещен в основании пламени коаксиальною с ним, а другой электрод выполнен, например, в виде трубчатого радиатора через который пропускают жидкость для приготовления пара.

9. Горелка по п. 1, 2, 8 отличающаяся тем, что завихритель факела пламени конструктивно совмещён с кольцевым электродом, находящимся в основании пламени.

10. Горелка по п. 1, 13, 14 отличающаяся тем, что завихритель факела пламени конструктивно совмещён с вихревым смесителем компонентов топливной смеси.

11. Горелка по п. 1 отличающаяся тем, что электроискровой воспламенитель топливной смеси содержит кольцевой и центральный электроды, источник электрического поля и соленоид, размещённый на центральном электроде, причём в качестве кольцевого электрода воспламенителя использован вихревой смеситель компонентов топлива, а в качестве центрального электрода – сопло горелки.

12. Горелка по п.п. 1 отличающаяся тем, что генератор дополнительного топливного газа, получаемого, например, из жидкости состоит из ёмкости с жидкостью, электроосмотического насоса – испарителя и электрического диссоциатора испарённой жидкости.

13. Горелка по п. 11 отличающаяся тем, что емкость с жидкостью снабжена эмульгатором, например, для смешивания воды и (или) углеводородных растворов, поступающих из накопительной ёмкости через дозатор углеводородов, причём данная ёмкость присоединена к капиллярному элементу горелки и теплообменнику электрода.

14. Горелка по п. 11 отличающаяся тем, что электроосмотический насос-испаритель снабжён источником электрического знакопостоянного поля, два электрода, капиллярный элемент, размещенный в корпусе горелки, пропущенный через сопло наружу, причём один электрод размещён в нижней части капиллярного элемента, а другой электрод выше среза капиллярного элемента и электрически соединенной к выходам источника знакопостоянного электрического поля.

15. Горелка по п. 10 отличающаяся тем, что диссоциатор содержит совмещённый источник знакопостоянного и знакопеременного электричких полей и электроды, размещённые на уровне среза капиллярного элемента в плоскости перпендикулярной оси вращения факела пламени и электрически присоединённых к выходам источника совмещённых полей.

16. Горелка по п. 1 отличающаяся тем, что генератор топливного газа, получаемого из пара содержит ёмкость с жидкостью, трубчатый теплообменник –электрод, находящийся в зоне горения и инжектор – дозатор.

17. Горелка по п. 1 отличающаяся тем, что генератор топливного газа, получаемого из любых жидких и (или) твёрдых углеводородных отходов дополнен газификатором твёрдых углеводородных отходов, например, нефтешламов, содержит емкость с этими отходами, размещенную возле или в самой зоне горения и ёмкость с жидкостью соединенную трубопроводом с ней, редуктор давления топливного газ.

18. Горелка по п. 1 отличающаяся тем, что дополнительный топливный газ одновременно получают из жидкости, пара и из любых жидких и (или) твёрдых углеводородных отходов.

19. Горелка по п.п. 1 отличающаяся тем, что генератор дополнительного топливного газа присоединён через газопровод с вихревым смесителем компонентов топливной смеси и (или) с факелом пламени.

20. Горелка по п., отличающаяся тем, что вихревой смеситель выполнен в виде вихревой трубы с тангенциальными вводами основного топлива, окислителя, пара и дополнительного топливного газа котырый снабжён дозаторами компонентов топливной смеси.

21. Горелка по п. 14, 15 отличающаяся тем, что завихритель топливной смеси конструктивно совмещен с нижнем электродом и размежён в основании факела пламени горелки.

22. Горелка по п.п. 1 отличающееся тем, что активизаторы компонентов топливной смеси выполнены в виде источников электрического и (или) магнитного полей.

23. Горелка по п. 1 отличающаяся тем, что она дополнена устройством автоматического перевода работы с основного топлива на дополнительный топливный газ и пар.

24. Горелка по п. 1-23 отличающаяся тем, что она полностью или частично электроизолирована от всех внешних токопроводящих элементов подходящих к ней патрубков и (или) металлоконструкций.

ГОРЕЛКА

  Полезная модель относится к горелкам, точнее к горелкам с комбинированным топливом.

  Наиболее близким устройством того же назначения к заявленной полезной модели по совокупности признаков является обычная горелка, содержащая полый корпус, входной топливопровод и сопло, для распыления топлива-прототип – в кн. Политехнический словарь, М.,1976 г., с.121. Целью изобретения является повышение экнеомичности и экологической чистоты известной горелки.

  К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что в прототипе для горения использовано только основное топливо и обычное горение, поэтому данная горелка весьма неэкономична и не обеспечивает глубокую полноту сгорания топлива.
Сущность полезной модели заключается в другой конструкции горелки и использовании топливного газа, получаемого из водных растворов дополнении.

  Сущность новой горелки, предложенной в полезной модели заключается в модернизированной конструкции известной горелки, и введении в нее устройство экономии топлива, обеспечивающей вихревое смешивание и полное сжигание топливных смесей, включающих основное топливо, пар жидкостей и дополнительный топливный газ, в наэлектризованном факеле вращающегося пламени, что позволяет предельно полно сжигать любые углеводородные отходы и существенно экономить основное топливо (от 30до 50 %).

  Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном устройстве, содержащим корпус горелки, входной топливопровод и сопло, введены активизатор топливной смеси топлива с окислителем, активизатор горения факела пламени, выполненные в виде источника (ов) электрического поля, устройством приготовления пара и топливного газа, и завихрители топлива, окислителя , топливного газа , пара и самого пламени.
На рис. 1, 2 изображена в упрощенном виде предлагаемая усовершенствованная горелка.

  Горелка, содержит корпус 1, входной топливопровод 2, сопло 3, интенсификатор горения, содержащий блок 4, включающим в себя регулируемый источник 5знакопостоянного электрического поля, соединённый с электродом 6, выполненный в виде вихревого смесителя компонентов топливной смеси и электрод 7, выполненный в виде полого электропроводящего цилиндра, размещённого коаксиально к факелу пламени 8и с зазором по отношению к нему, регулируемый источник 9, знакопеременного электрического поля, соединённый с электродами 10, а и завихритель 11 факела пламени 8 и электрический воспламенитель – стабилизатор горения факела пламени 8, содержащий кольцевой электрод, совмещённый с завихрителем 11, центральный электрод 12, источник 13 электрического напряжения и соленоид 14, размещённый, например, на центральном электроде 12. Горелка снабжена генератором 15 и ещё двумя генераторами дополнительного топливного газа, которые будут рассмотрены ниже. Горелка снабжена и активизатором компонентов топливной смеси, содержащим источники 16, 17электрического поля и сетчатый кольцевой электрод 18, размещённый коаксиально и электроизолированно от корпуса в вихревом смесителе 6, а другой электрод совмещён с входным топливопроводом 2. Генератор дополнительного топливного газа 15 содержит ёмкость 16 с жидкостью 17, эмульгатор 18 и дозатор 19, ёмкость 16 присоединена патрубком 20 к смесителю 21 основного топлива и углеводородного раствора, поступающего через дозатор 19. В состав генератора дополнительного топливного газа 15 входит и электроосмотический насос – испаритель, содержащий капиллярный элемент 22, размещённый в корпусе 1 горелки и два сетчатых электрода 22 и 23, причём электрод 23 размещён в начале капиллярного элемента 22, электрод 24 размещён за пределами капиллярного элемента 22 и эти электроды 23, 24 электрически присоединенына к выходам источника 25 знакопостоянного электрического поля. Выход электроосматического насоса-испарителя присоединён к диссоциатору, содержащему совмещённый источник 26 знакопостоянного и знакопеременного электричких полей и электроды 27, размещённые на уровне среза капиллярного элемента в плоскости перпендикулярной оси вращения факела пламени 8 и электрически присоединённых к выходам источника 26. Горелка снабжена вторым генератором дополнительного топливного газа, получаемого из жидкости, например, из углеводородных растворов, содержащим ёмкость 28 с жидкостью 29, эмульгатор 30, которая через дозатор 31 присоединена к теплообменнику 32, размещённому на полом цилиндре – электроде 7, причём выход теплообменника – парогенератора 32 присоединен к форсунке 33 с выходным соплом, направленным в ядро факела пламени 8. Горелка снабжена третьим генератором дополнительного топливного газа выполненного, например, в виде газификатора жидких, твердых и иных углеводородных отходов содержащего ёмкость-накопитель 37 с отходами, которая через дозатор 38 присоединена к теплообменнику 39, размещённому на полом цилиндре – электроде 7, выход теплообменника 39 присоедтнён к форсунке 40, сопло которой направленно в ядро факела пламени 8. В частном случае, форсунки 32 и 40 могут быть совмещены в общей конструкции, причём сопло форсунки 32 является внешней коаксиальной по отношению к соплу форсунки 40. Все три генератора топливного газа имеют по два выходных патрубка, первые из которых введены через форсунки в зону горения, а вторые их выходы введены тангенциально в вихревой смеситель 6.

Горелка работает следующим образом:

  Основное топливо, например, природный газ через топливопровод 2 подают с одной стороны через смеситель 21, где вместе с углеводородной эмульсией преобразуемой в капиллярном элементе 22 посредством источников электрических полей 25,26 и электродов 23. 24, 27 присоединённых к их выходам, в топливный газ, который подают в центр вихревого смесителя 6, а с другой стороны основное топливо подают тангенциально через патрубок 41в вихревой смеситель 6, в который тангенциально одновременно вводят пар углеводородной жидкости из теплообменника 32 через патрубок 35, топливный газ с теплообменника 39 через патрубок 36, а и окислитель через патрубок 34. Одновременно с завихрением компонентов топливной смеси осуществляют их активизацию по средством обработки их электрическими полями от источников полей 16, 17 через электроды, один из которых введён в центр рабочего зазора смесителя 6, а в качестве второго электрода использованы сами патрубки 34, 35, 36, 41. Интенсификация горения факела пламени 8 осуществляют посредством его завихрения через завихритель пламени 11, а и электрическими полями знакопостоянного и знакопеременного напряжения от источников 5, 9 , подаваемых через электроды 6.7,10 в факел пламени 8, как в продольном, так и поперечном направлении относительно оси вращения факела пламени 8, раздельно или одновременно. Одновременно топливные компоненты через форсунки 33, 40 подают непосредственно в ядро наэлектризованного факела пламени 8, в котором они интенсивно сгорают благодаря мощному интенсифицирующему воздействию электрических полей, наложенных на факел пламени 8. 

Версия для печати
Автор: Дудышев Валерий Дмитриевич
P.S. Материал защищён.
Дата публикации 17.02.2005гг

---

---