ГАЗОГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО Российский патент 1999 года по МПК F23D14/02 

Предполагаемое изобретение относится к области сжигания газогорелочного топлива низкого давления и может быть использовано в бытовых отопительных аппаратах и проточных водонагревателях для отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений.

Известные существующие конструкции горелок инжекционного типа Ленгипроижпроекта /ГИ-Н-2,5, ГИ-Н-3,2, ГИ-Н-3,8 и др./ предназначены для сжигания природных газов низкого давления, применяемых в секционных отопительных котлах /1/.

Недостатком данных газовых горелок является низкая устойчивость в отношении проскока пламени, сложное конструктивное решение, необходимое для повышения устойчивости пламени в отношении отрыва, потухание горелки сопровождается хлопками, приводящими к погасанию запальника.

Наиболее близким решением по технической сущности, достигаемым результатам предлагаемому, является инжекционная горелка для проточных водонагревателей, содержащая газораспределитель с одним входом и несколькими выходами, к которым подсоединены форсунки, установленные по осям смесителей, распределительного коллектора и подсоединенных к нему, расположенных параллельно осям смесителей газораспределительных трубок с одним входным отверстием и огневыми каналами /2/.

Недостатком этой горелки является
- ограниченная область применения, так как для ее функционирования необходимо наличие открытой топочной камеры, что требует дополнительных мер обеспечения пожарной безопасности при установке на отопительных бытовых котлах;
- отсутствие регуляторов подачи первичного воздуха снижает КПД отопительного аппарата и надежность его работы. Повышается коэффициент разбавления сухих продуктов сгорания, коэффициент избытка первичного воздуха, это приводит к проскоку пламени, загоранию пламени на форсунках и преждевременному выходу из строя отдельных элементов конструкции;
- для улучшения перемещения газа с воздухом и выравнивания давления по всем огневым каналам применен распределительный коллектор и распределительные трубки с переменным сечением по их длине. Это усложняет конструкцию горелки.

Изобретение направлено на расширение области применения газогорелочных устройств низкого давления, повышения КПД отопительных аппаратов, надежности работы в широком диапазоне измерений давления газов путем улучшения условий горения, повышения устойчивости в отношении отрыва пламени, исключение проскока пламени и хлопков при его погасании и включении горелки; упрощения конструкции горелки и повышения пожаробезопасности устройства.

Это достигается тем, что известное газогорелочное устройство инжекционного типа, состоящее из газораспределителя с одним входом и несколькими выходами, к которым подсоединены форсунки, по осям которых установлены смесители, а параллельно им газораспределительные трубки с одним входным отверстием и огневыми каналами. В газогорелочном устройстве распределительные трубки с двумя входными каналами и двумя демпфирующими камерами, закрепленными на ее торцах, установлены перпендикулярно осям смесителей и соединенные с ними дюзами, а регуляторы подачи первичного воздуха установлены на форсунках.

Причем форсунки выполнены с центральным соплом.

Сущность изобретения поясняется фиг. 1 - 3, где на фиг. 1 показано газогорелочное устройство, приведен вид сверху, на фиг. 2 показано сечение А-А газогорелочного устройства, на фиг. 3 показано сечение распределительной трубки в местах соединения со смесителями.

Позиция на фиг. 1 - 3 обозначает:
1. - Газораспределитель
2. - Регулятор подачи первичного воздуха
3. - Форсунка
4. - Сопло
5. - Дюза
6. - Смеситель
7. - Распределительные трубки
8. - Огневые каналы
9. - Демпфирующая камера
Для улучшения эксплуатационных свойств в газогорелочное устройство введены следующие элементы:
- регулятор подачи первичного воздуха 2 для регулировки устойчивого горения пламени при различных эксплуатационных условиях, установлены на форсунках 3 с центральным соплом 4, которое обеспечивает повышенную инжекцию первичного воздуха;
- дюзы 5, соединяющие смесители 6 с распределительными трубками 7 для нормированной подачи газовоздушной смеси. Причем распределительные трубки 7 установлены перпендикулярно осям смесителей 6 для создания встречно- направленного потока газовоздушной смеси. Это обеспечивает дополнительное перемещение газа с воздухом, выравнивание давлений по огневым каналам и полноту сгорания топлива при невысоком устойчивом пламени. По концам распределительных трубок 7 установлены демпфирующие камеры 9, предназначенные для смягчения обратного удара пламени при падении давления газа в газоподводящей сети. Совместная работа демпфирующей камеры 9 и дюзы 5 препятствует проскоку пламени на форсунки 3 при падении сетевого давления газа и исключает хлопки в момент погасания пламени.

Устройство работает следующим образом.

Газ из газораспределителя 1 поступает в форсунку 3 и через сопло 4 истекает в смеситель 6, где инжектирует воздух и перемещается с ним. Затем газовоздушная смесь через дюзы 5 поступает встречно-направленными потоками в распределительные трубки 7 и через огневые каналы 8 поступает в зону горения. Встречно-направленные потоки газовоздушной смеси обеспечивают одинаковое давление под всеми огневыми каналами, что обеспечивает получение пламени одинаковой высоты по всей длине распределительной трубки при изменении сетевого давления газа в широком диапазоне.

При снижении сетевого давления газа снижается скорость газовоздушной смеси через огневые каналы и становятся ниже скорости распределения пламени. Происходит проскок пламени в замкнутый объем распределительной трубки и микровзрыв находящейся в ней газовоздушной смеси. Демпфирующие камеры уменьшают кратковременное повышение давления в распределительных трубках, что, в свою очередь, препятствует проскоку пламени через дюзы в смесители. Пламя гаснет без хлопков.

Таким образом, благодаря совместному действию демпфирующих камер и нормируемых отверстий /дюз/ пламя гаснет в распределительных трубках и не достигает форсунок.

Совокупность введенных элементов и их взаимосвязь выгодно отличают газогорелочное устройство от известных, так как оно позволяет
- эксплуатацию при более низких давлениях газа;
- исключить проскоки пламени на форсунку при падении сетевого давления газа;
- исключить хлопки при погасании пламени и включении горелки;
- повышать КПД отопительных аппаратов за счет более полного сгорания топлива при меньшем коэффициенте разбавления сухих продуктов сгорания;
- повышать долговечность конструкции благодаря исключению обратного удара пламени;
- снизить пожароопасность устройства.

Использование: в бытовых отопительных аппаратах и проточных водонагревателях для отопления и горячего водоснабжения жилых и производственных помещений. Сущность изобретения: газогорелочное устройство инжекционного типа состоит из газораспределителя с одним входом и несколькими выходами, к которым подсоединены форсунки, расположенные по осям смесителей, а параллельно им установлены распределительные трубки с одним входным отверстием и огневыми каналами. В устройстве применены распределительные трубки с двумя входными отверстиями, установлены перпендикулярно смесителям и соединены с ними дюзами, а на концах распределительных трубок установлены демпфирующие камеры. Регуляторы подачи первичного воздуха установлены на форсунках, причем форсунки выполнены с центральным соплом. Технический результат заключается в повышении КПД отопительных аппаратов. 3 ил.

Газогорелочное устройство инжекционного типа для бытовых отопительных аппаратов и проточных водонагревателей, состоящее из газораспределителя с одним входом и несколькими выходами, к которым подсоединены форсунки, по осям которых установлены смесители, а параллельно им распределительные трубки с одним входным отверстием и огневыми каналами, отличающееся тем, что в газогорелочном устройстве распределительные трубки с двумя входными каналами и двумя демпфирующими камерами, закрепленными на ее торцах, установлены перпендикулярно осям смесителей и соединены с ними дюзами, а регуляторы подачи первичного воздуха установлены на форсунках, причем форсунки выполнены с центральным соплом.