АТМОСФЕРНАЯ ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА Российский патент 2003 года по МПК F23N1/00 F23D14/60 

Изобретение относится к энергетике, а именно к устройствам для сжигания газообразного топлива, и может быть применено в газогорелочных устройствах паровых и водогрейных котлов.

Известна газовая горелка, содержащая корпус, соединенный с вентилятором, имеющим регулятор расхода воздуха, соосно размещенный в корпусе газообразный узел, снабженный регулятором расхода газа, при этом горелка дополнительно снабжена блоком управления, исполнительным электрическим механизмом, выходной вал которого соединен с регулятором расхода газа посредством шарнирно-рычажной связи, блок управления соединен электрической связью с исполнительным электрическим механизмом, кроме того, регулятор расхода воздуха установлен на всасывающем патрубке вентилятора, газоразделяющий узел снабжен радиальными выходными отверстиями. К газораздающему узлу подключен дополнительный газовый тракт, снабженный регулятором расхода газа (см. а.с. СССР 1802273, кл. F 23 D 14/60).

Недостатком данной газовой горелки является невысокая точность пропорционирования расхода газа и воздуха при изменении мощности горелки.

Известна газовая горелка, содержащая коаксиально размещенные в корпусе центральную трубу к газоподающую трубу с радиальным входным патрубком и выходными соплами, установленную с возможностью продольного перемещения и образующую с корпусом канал для подачи воздуха с размещенным в нем стабилизатором, при этом центральная труба снабжена на входном торце регулируемой диафрагмой, на боковой поверхности - отверстием для входа газа, а на выходе - завихрителем и установлена с возможностью вращения и изменения площади проходного сечения входного патрубка и диафрагмы. Отверстие для входа газа выполнено с максимальным проходным сечением, превышающим в 0,6-1,2 раза суммарное проходное сечение выходных сопл газоподающей трубы (см. а.с. СССР 1383048, кл. F 23 D 14/60).

Недостатком данной газовой горелки является невысокая экономичность.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому результату и принятая авторами за прототип является атмосферная газовая горелка, содержащая газовый регулятор, состоящий из блока регулирования, соединенного с датчиком температуры с помощью канала регулирования, блока контроля, соединенного с датчиком пламени, тяги каналом контроля (см. Устройство газогорелочное "ТЕМП", паспорт УГТ 18.00.00, з-д "Старорусприбор",175200, г.Старая Русса, Новгородской обл., ул. Минеральная, 24).

Недостатком данной газовой горелки является большой расход газообразного топлива, невысокая надежность.

Технический результат, который достигается с помощью предлагаемой газовой горелки, сводится к экономии газообразного топлива при неустановившихся погодных условиях за счет автоматического 2-ступенчатого регулирования мощности атмосферных газовых горелок, повышению надежности работы атмосферных горелок и экономии электроэнергии.

Технический результат достигается тем, что в атмосферной газовой горелке, содержащей газовый регулятор, состоящий из блока регулирования, соединенного с датчиком температуры с помощью канала регулирования, блока контроля, соединенного с датчиком пламени, тяги каналом контроля, при этом горелка снабжена вторым газовым регулятором, состоящим из блока регулирования, соединенного с датчиком температуры воды и наружного воздуха, блока контроля, при этом второй газовый регулятор установлен с возможностью параллельного подключения полостей блоков контроля и датчика температуры наружного воздуха путем соединения с блоком регулирования второго газового регулятора, причем процентное соотношение подачи газа в горелку обоими регуляторами устанавливается кранами.

На чертеже дан общий вид атмосферной газовой горелки, разрез.

Атмосферная газовая горелка содержит газовый регулятор, состоящий из блока регулирования 1, кнопки 2, мембраны с жестким центром 3, клапана с седлом 4, верхней полости 5, мембраны 6 и двухпозиционной заслонки 7, дренажного сопла 8 и сопла 9 источника давления, нижней полости 10, мембраны 11 с микроклапаном 12 и седлом 13, блок регулирования 1 соединен каналом контроля 14 с датчиком пламени 15, тяги 16 и каналом регулирования 17 с датчиком температуры 18, дросселей 19 и 20, горелки 21 с запальником 22 и дросселем 25, дымохода 24, блока контроля 25, соединенного с датчиками пламени 15, тяги 16 и каналом контроля 14, горелка 21 соединена с газовым регулятором краном 26, при этом атмосферная газовая горелка снабжена вторым газовым регулятором, состоящим из блока регулирования 27, соединенного с датчиками температуры воды 28 и наружного воздуха 29 каналами регулирования 17, нижней полости 30, причем полости 10 и 30 блока контроля 25 соединены каналом регулирования 31, канала регулирования 32 и верхней полости 33, при этом процентное соотношение количества подаваемого газа обоими регуляторами устанавливается краном 34 и краном 26.

Атмосферная газовая горелка работает следующим образом.

Включение в работу и срабатывание регуляторов происходит следующим образом: нажатием на кнопку 2 блока контроля и регулирования 1 при закрытом кране 26 горелки 21 осуществляется подача газа на запальник 22, который зажигают. Под воздействием пламени запальника 22 биметаллическая пластина датчики пламени 15 прикрывает сопло, а так как сопло датчика тяги 16 нормально закрыто, то в канале контроля 14 давление газа, натекающего через дроссель 19, резко возрастает. Под воздействием усилия этого давления в полости 10 на эффективную площадь мембраны 11 подпружиненный микроклапан 12 отходит от седла 13 и фиксируется в верхнем положении. Пусковую кнопку 2 можно освободить, так как подача газа на запальник 22 будет поддерживаться через открывшееся седло 13. Если сопло датчика температуры 18 в момент закрытия сопла датчика пламени 15 окажется также закрытым (температура воды ниже точки настройки датчика), то вслед за микроклапаном 12 отойдет от своего седла 4 и мембрана с жестким центром 3, а при открытии крана 26 горелка 21 воспламенится от запальника 22. Открытие седла 4 будет вызвано вследствие повышения давления газа в полости 5, натекающего через дроссель 20. Это разовьет усилие на эффективной площади мембраны 6, и двухпозиционная заслонка 7 переложится с дренажного 8 на сопло 9 источника давления. Порция газа из полости 5 через дренажное сопло 8 стравится в линию эвакуации и в ней установится атмосферное давление. Мембрана с жестким центром 3 под воздействием давления газа снизу отойдет от седла 4 и зафиксируется в верхнем положении. Таким образом, регулятор срабатывает на запуск и газовый аппарат начнет функционировать. При достижении температуры воды заданного значения, соответствующего настройке датчика 18, сопло этого датчика откроется и давление в канале регулирования 17 и в полости 5 резко снизится, а давление в канале 14 и в полости 10 практически не изменится. Это приведет к перекладке под воздействием пружины заслонки 7 с сопла 9 на дренажное сопло 8. Полость под мембраной с жестким центром 3 наполнится газом от источника через сопло 9 и мембрана с жестким центром 3 устремится к седлу 4 и закроет его. Подача газа не запальник 22 и на горелку 21 будет поддерживаться только через седло 13 микроклапана 12, а дроссель 25 будет лимитировать расход газа на горелку 21. При снижении температуры воды ниже точки настройки датчика 18 седло 4 клапана вновь откроется в изложенной вышe последовательности и на горелке 21 вновь установится номинальный режим горения. При нарушении тяги в дымоходе 24 или погасании пламени запальника 22 откроется сопло соответствующего датчика 15 или 16, что приведет к сбросу давления как в канале регулирования 17, так и в канале контроля 14. Это вызовет закрытие седла 13 микро-клапаном 12 (под воздействием его пружины) и седла 4 клапаном в описанной выше последовательности. Подача газа прекратится как на запальник 22, так и на горелку 21. Ступенчатость регулирования достигается параллельной работой двух регуляторов, при этом блок регулирования 27 второго регулятора соединен с датчиками температуры воды 28 и наружного воздуха 29 каналами 17, а полости регуляторов 10 и 30 блока контроля 2 каналом 31. Температура срабатывания датчика 28 настраивается на большую температуру, чем датчика 18, таким образом, датчик 28 оказывается в положении "закрыто". Настройка датчика 29 осуществляется на температуру срабатывания от погодных условий, задаваемую наладчиком. При понижении температуры наружного воздуха ниже заданной величины в канале 32 полости 33 установится атмосферное давление. Мембрана с жестким центром 3 под воздействием давления газа отойдет от седла 4 и зафиксируется в верхнем положении, обеспечивая дополнительную подачу газа к горелке 21. При повышении температуры наружного воздуха срабатывает датчик 29, дополнительная подача газа к горелке 21 прекратится, при этом первый регулятор постоянно работает в заданном режиме. Так как полости 10 и 30 блоков контроля 25 обоих регуляторов соединены каналом 31, то в случае нарушения тяги в дымоходе 24 или погасании пламени запальника 22, нарушения герметичности каналов 17, 32, 31 подача газа прекратится как на запальник 22, так и на горелку 21 от обоих регуляторов. Процентное соотношение количеств подаваемого газа обоими регуляторами регулируется кранами 26, 34.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- экономия газообразного топлива при неустановившихся погодных условиях за счет автоматического 2-ступенчатого регулирования мощности газовых горелок 5;
- повышение надежности работы атмосферных горелок и экономии электроэнергии;
- удешевление производства тепла;
- экономия топлива на 15-20%;
- улучшение экологической среды.

Изобретение относится к устройствам для сжигания газообразного топлива и может быть применено в газогорелочных устройствах паровых и водогрейных котлов. Атмосферная газовая горелка содержит газовый регулятор, состоящий из блока регулирования, соединенного с датчиком температуры с помощью канала регулирования, блока контроля, соединенного с датчиками пламени, тяги каналом контроля, горелка также снабжена вторым газовым регулятором, состоящим из блока регулирования, соединенного с датчиками температуры воды и наружного воздуха, блока контроля, при этом второй газовый регулятор установлен с возможностью параллельного подключения полостей блоков контроля и датчика температуры наружного воздуха путем соединения с блоком регулирования второго газового регулятора, причем процентное соотношение подачи газа в горелку обоими регуляторами устанавливается кранами. Изобретение позволяет сэкономить газообразное топливо при неустановившихся погодных условиях, повысить надежность работы атмосферных горелок и сэкономить электроэнергию. 1 ил.

Атмосферная газовая горелка, содержащая газовый регулятор, состоящий из блока регулирования, соединенного с датчиком температуры с помощью канала регулирования, блока контроля, соединенного с датчиками пламени, тяги каналом контроля, отличающаяся тем, что она снабжена вторым газовым регулятором, состоящим из блока регулирования, соединенного с датчиками температуры воды и наружного воздуха, блока контроля, при этом второй газовый регулятор установлен с возможностью параллельного подключения полостей блоков контроля и датчика температуры наружного воздуха путем соединения с блоком регулирования второго газового регулятора, причем процентное соотношение подачи газа в горелку обоими регуляторами устанавливается кранами.