ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1998 года по МПК F23D5/04 F23K5/02 

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для обогрева помещений, преимущественно, к водогрейным котлам с естественной тягой на жидком топливе, и может быть использовано для обогрева любых бытовых помещений.

Известны устройства, в которых жидкое топливо поступает самотеком из напорного бака, расположенного выше уровня топлива в горелке. Такой способ питания горелок малой мощности требует точного регулирования подачи топлива. В качестве специальной системы для этого применяют поплавковый дозатор, имеющий прецизионное сопряжение регулировочной иглы и седла клапана /1/.

Известным также и другие устройства с аналогичными техническими решениями.

В качестве аналога выбрано техническое решение по патенту СССР N 458 (кл. 24о, 1925, содержащее резервуар с пробкой и вентилем (патрубком для подачи воздуха), топливный трубопровод, испаритель, форсунку и печурку.

Известное устройство действует следующим образом.

Нефть под давлением воздуха, нагнетаемого в резервуар, поступает по топливному трубопроводу в испаритель, который перед пуском подогревается щепками, для чего в печи делается печурка. Проходя по испарителю, нефть превращается в пар. Пары поступают в форсунку, сгорают и нагревают испаритель.

Недостатком известного устройства является то, что его конструкция не исключает переливы топлива при произвольном затухании пламени, что приводит к пожароопасной ситуации.

Известно и выбрано в качестве прототипа техническое решение по авт.св. СССР N 712614, кл. F 23 K 5/00, 1980), содержащее каталитическую горелку, топливный бак, напорный трубопровод с разогреваемым участком, расположенным около горелки, (испаритель), снабженный двумя обратными клапанами, дополнительную емкость с расположенной в ней вертикальной трубой.

Это устройство действует следующим образом.

Система дополняется топливом до уровня, который определяется высотой верхнего края вертикальной трубы. Излишек топлива сливается в топливный бак. Горелка запускается, что приводит к разогреву участка напорного трубопровода (испарителя), в котором возникают пульсации давления за счет частичного испарения топлива; последствие, воздействуя на обратные клапаны, инициируют поступление топлива в дополнительную емкость, откуда оно самотеком поступает в горелку в жидком виде. Таким образом, подача топлива из топливного бака и его уровень выполняются автоматически.

Недостатком этого устройства при относительной пожаробезопасности является достаточная сложность всей системы, а также низкое качество сгорания топлива, так как в горелку оно поступает в жидкообразном состоянии под низким давлением.

Целью предполагаемого изобретения является повышение пожаробезопасности и упрощение конструкции устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в известном устройстве, содержащем топливный бак, горелку, топливопровод, испаритель, дополнительно на испарителе выполнен патрубок паровой фазы, который установлен выше уровня топлива в баке, а топливный бак установлен на основании через пружинные элементы, жесткость которых подчиняется закону:
С = m_т/h_т,
где C - суммарная жесткость пружинных элементов;
m_t - максимальная масса заливаемого топлива;
h_t - максимальная высота топлива в баке.

Сопоставительный анализ технических решений, описанных в предполагаемом изобретении и прототипе , показывает, что предлагаемое устройство, помимо известных конструктивных элементов, а именно: топливный бак, горелка, топливопровод, испаритель, содержит патрубок паровой фазы, выполненный в верхней части испарителя, установленный выше оптимального уровня топлива в баке, топливный бак опирается на основание через пружинные элементы, жесткость которых подчиняется закону:
C = m_т/h_т,
где C - суммарная жесткость пружинных элементов;
m_t - максимальная масса заливаемого топлива;
h_t - максимальная высота топлива в баке.

Использование отличительных признаков в предлагаемом устройстве подтверждает соответствие его критерию "новизна".

Дополнительный анализ с известными техническими решениями по отличительным признакам позволил выявить связь с целью предполагаемого изобретения, а именно:
1) выполнение основания топливного бака с пружинными элементами в сочетании с патрубком паровой фазы, выполненным на испарителе выше уровня топлива в баке, повышает пожаробезопасность устройства, обеспечивая при этом высокое качество смешения топлива с воздухом;
2) отсутствие в предлагаемом устройстве обратных клапанов и дополнительной емкости существенно упрощает конструкцию в целом.

Поэтому, считаем, что предполагаемое изобретение по сочетанию существенных признаков и цели соответствует критерию "существенные отличия".

Предлагаемое устройство поясняется чертежом. Оно содержит топливный бак 1, установленный на основании через пружинные элементы 2, топливопровод 3, испаритель 4 с патрубком 5 для ввода топлива и патрубком 6 для вывода паровой фазы, горелку 7, соединенную с испарителем 4 паропроводом 8, поддон 9, расположенный под горелкой 7, запорный кран 10.

Причем испаритель 4 выполнен герметичным, а топливо в баке 1 находится под атмосферным давлением.

По принципу сообщающихся сосудов уровень топлива в испарителе 4 соответствует уровню топлива в баке 1. А выполнение патрубка 6 паровой фазы на испарителе 4 выше оптимального уровня топлива в баке 1 исключает попадание топлива в жидком виде в паропровод 8, следовательно, его перелив при срыве пламени горелки.

Для обеспечения постоянства уровня топлива в баке при его опорожнении или наполнении, бак выполнен с постоянной площадью сечения в горизонтальной плоскости на всей высоте его, а пружинящие элементы выполнены с суммарной величиной деформации их от веса топлива на величину, равную высоте налива топлива. Для этого пружины выполнены с суммарной жесткостью, соответствующей закону:
C = m_т/h_т,
где C - суммарная жесткость пружинных элементов; m_t - максимальная масса заливаемого топлива; h_t максимальная высота топлива в баке.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

В топливный бак 1 заливают топливо, причем пружинные элементы 2 по мере заполнения бака деформируются прямо пропорционально высоте топлива в баке, поддерживая его уровень в баке на постоянной отметке относительно опор бака. Открывают кран 10. Топливо по топливопроводу 3 поступает в испаритель 4 до тех пор, пока уровень топлива в испарителе 4 не сравняется с уровнем топлива в топливном баке 1. После заполнения испарителя 4 в поддон 9 помещают факел, пламенем которого через стенку испарителя 4 нагревается топливо. Пары его по паропроводу 8 поступают в горелку 7, распыляются с одновременным смешением с воздухом, от пламени факела загораются, образуя основное пламя горелки. После этого запальный факел из поддона извлекают, а подогрев и основное испарение топлива осуществляют от тепла основного пламени горелки. Компенсация объема испаренного топлива осуществляется поступлением свежего топлива из бака, тем самым обеспечивая постоянство уровня топлива в испарителе. Так как уровень топлива в испарителе не может быть выше уровня топлива в баке, поддерживаемого деформацией пружинных элементов на постоянной отметке от опор бака, то этим самым исключают попадание жидкого топлива в паропровод и, следовательно, пожароопасный перелив топлива.

Таким образом, применение предлагаемого устройства позволяет:
благодаря взаимодействию общих и отличительных признаков (конструктивных элементов) существенно упростить всю конструкцию устройства, повышая его пожаробезопасность;
обеспечивая постоянство уровня топлива, оптимизировать расход топлива и режим работы устройства.

Изобретение относится к теплоэнергетике, а именно к устройствам для обогрева помещений, преимущественно к водогрейным котлам с естественной тягой на жидком топливе, и может быть использовано для обогрева любых бытовых помещений. Горелочное устройство содержит топливный бак, горелку, топливопровод, испаритель, причем на последнем выполнен патрубок паровой фазы, установленный над оптимальным уровнем топлива в баке, а топливный бак установлен на основании через пружинные элементы, жесткость которых подчиняется закону: C = m_т/h_т, где С - суммарная жесткость пружинных элементов; m_т - максимальная масса заливаемого топлива; h_т - максимальная высота топлива в баке. 1 ил.

Горелочное устройство, содержащее топливный бак, горелку, топливопровод, испаритель, отличающееся тем, что на испаритель выполнен патрубок паровой фазы, установленный над оптимальным уровнем топлива в баке, а топливный бак установлен на основании через пружинные элементы, жесткость которых подчиняется закону
C = m_т/h_т,
где С - суммарная жесткость пружинных элементов;
m_т - максимальная масса заливаемого топлива;
h_т - максимальная высота топлива в баке.