Газовая горелка с обращенным внутрь пламенем - RU2609814C2
Код документа: RU2609814C2
Чертежи
Описание
Настоящая патентная заявка на промышленное изобретение относится к газовой горелке с пламенем, обращенным внутрь, а именно, к вертикальной оси горелки.
На рынке общеизвестны газовые горелки с обращенным наружу пламенем. Однако эти газовые горелки повреждаются из-за низкой эффективности.
Известны газовые горелки с обращенным внутрь пламенем для повышения эффективности. WO 2006/077086 раскрывает газовую горелку, представляющую две форсунки и один тороидальный рассекатель пламени, где получены первое кольцо отверстий для обращенного наружу пламени и второе кольцо отверстий для обращенного внутрь пламени.
Первая форсунка питает С-образную камеру, сообщающуюся с кольцевой камерой, полученной в рассекателе пламени посредством трех вертикальных трубок. Вторая форсунка питает первую горизонтальную трубу Вентури, сообщающуюся со второй вертикальной трубой Вентури, ведущей к дискообразной камере, сообщающейся с кольцевыми щелями рассекателя пламени для распространения стабилизации пламени.
Такая газовая горелка представляет конструктивную сложность и существенно не безопасна, так как вторичный воздух, используемый для питания пламени, выводится из-под конфорки с риском утечек газа под конфоркой.
Кроме того, путь первичной воздушно-газовой смеси из первой форсунки достаточно извилистый, таким образом, создающий возврат пламени и нестабильность. По этой причине газовой горелке требуется стабилизация пламени.
Другая проблема представлена положением запальной свечи внутри газовой горелки, которое является ограничением для устройства самой газовой горелки.
Задачей настоящего изобретения является устранение недостатков известного уровня техники изобретением газовой горелки с обращенным внутрь пламенем, которая является эффективной, безопасной и легкой для изготовления и установки.
Эти задачи достигаются согласно изобретению характеристиками, заявленными в независимом пункте 1 формулы изобретения.
Предпочтительные варианты осуществления следуют из зависимых пунктов формулы изобретения.
Газовая горелка с обращенным внутрь пламенем изобретения содержит основной корпус, расположенный под конфоркой и дискообразную крышку, расположенную на указанном основном корпусе.
Основной корпус содержит:
- центральную камеру цилиндрической или усеченно-конической формы, соединенную с, по меньшей мере, одной горизонтальной трубой Вентури, питаемой, по меньшей мере, одной газовой форсункой,
- периферийную кольцевую камеру, и
- по меньшей мере, две перегородки, определяющие, по меньшей мере, два отверстия, обеспечивающие сообщение между указанной центральной камерой и указанной периферийной кольцевой камерой.
Крышка содержит:
- центральную тарелку, расположенную на указанной центральной камере основного корпуса,
- промежуточный тороидальный участок, расположенный на указанных перегородках основного корпуса, и
- кольцо для пламени, расположенное на указанной периферийной кольцевой камере основного корпуса, имеющее наклонную поверхность с множеством отверстий, сообщающихся с указанной периферийной кольцевой камерой.
Указанные отверстия кольца для пламени содержат ось, наклоненную вверх и к вертикальной оси газовой горелки для распространения пламени внутрь.
Преимущества газовой горелки согласно изобретению очевидны, так как она имеет простое устройство, ее легко собирать и дает высокую эффективность пламени, при этом с уменьшением диаметра пламени.
Дополнительные характеристики изобретения станут более очевидными из нижеприведенного подробного описания, которое ссылается только на иллюстративные, не ограничивающие варианты осуществления, изображенные на прилагаемых чертежах, на которых:
Фиг. 1 - общий разобранный вид газовой горелки согласно изобретению;
Фиг. 2 - вид в сечении различных элементов газовой горелки Фиг. 1;
Фиг. 3 - вид сверху газовой горелки Фиг. 1 в собранном состоянии;
Фиг. 4 - вид сбоку газовой горелки Фиг. 1 в собранном состоянии;
Фиг. 5 - вид в сечении по плоскости V-V Фиг. 3;
Фиг. 6 - вид в сечении по другой плоскости по сравнению с Фиг. 5;
Фиг. 7 - вид сверху варианта газовой горелки согласно изобретению; и
Фиг. 8 - вид в сечении по плоскости VIII-VIII Фиг. 7.
Со ссылкой на фигуры раскрыта газовая горелка изобретения, в целом обозначенная позицией (100).
В данной работе со ссылкой на Фиг. 1 раскрыта конфорка (1), снабженная круглым отверстием (10), где устанавливается газовая горелка (100).
Газовая горелка (100) содержит основной корпус (2) и колпачок или крышку (5), непосредственно расположенную на основном корпусе. Газовая форсунка (6) соединяется с основным корпусом (2) трубой (7) Вентури.
Основной корпус (2) содержит периферийный кольцевой фланец (20), приспособленный для прикрепления к конфорке (1). Для этого периферийный фланец (20) снабжен отверстиями (21) для принятия винтового средства для прикрепления к конфорке.
На периферийном фланце (20) обеспечено выступающее вверх кольцевое ребро (22) для обеспечения опорной поверхности для периферийной части верхней крышки (5). Периферийная кольцевая камера (23) получена на периферийном фланце (20) в утопленном положении относительно периферийного фланца с верхним отверстием.
Со ссылкой на Фиг. 6, периферийная кольцевая камера (23) снабжена внутренней круглой кромкой (24), которая продолжается к внутренней части с конусовидным соединительным участком (25) с уменьшающимся диаметром, из которого центральная чашка (3) выступает в нижнем положении.
Со ссылкой на Фиг. 2, центральная чашка (3) определяет центральную камеру (30) цилиндрической или усеченно-конической формы, содержащую вертикальную ось (Y), которая совпадает с осью газовой горелки.
Боковая стенка центральной чашки (3) основного корпуса снабжена радиальным отверстием (32), соединенным с трубой (7) Вентури. Труба (7) Вентури представляет цилиндрическую форму с горизонтальной осью (Х) в радиальном положении в отношении вертикальной оси (Y) центральной камеры. Несмотря на то, что данная фигура изображает только одну форсунку и только одну радиальную трубу Вентури, можно использовать множество форсунок и множество горизонтальных трубок Вентури, к тому же не в радиальном расположении.
Со ссылкой на Фиг. 5, форсунка (6) возвышается над отверстием (76) трубы (7) Вентури для выведения первичного воздуха, поступающего в трубу (7) Вентури, в результате эффекта Вентури, согласно стрелке-указателю (F1) потока и смешиванию с газом, проходящим из форсунки (6), образуется воздушно-газовая смесь. Поток первичного воздуха (F1) проникает под конфорку (1) и отверстие (76) трубы Вентури имеет подходящий размер для корректного впуска первичного воздуха.
Труба (7) Вентури содержит впускную конусовидную (сужающуюся) секцию (70) с уменьшающимся диаметром, промежуточную цилиндрическую секцию (71) и выпускную конусовидную (сужающуюся) секцию (72) с увеличивающимся диаметром.
Возвращаясь к Фиг. 1, четыре перегородки (4) выступают радиально внутрь от внутренней кромки (24) периферийной кольцевой камеры (23), проходят вверх на конусовидном (сужающемся) соединительном участке (25). Указанные перегородки (4) определяют четыре радиальных отверстия (40), сообщающиеся с периферийной кольцевой камерой (23). В частности, каждая перегородка (4) представляет нижний конец. Нижние концы перегородок (4) соединяются нижней перемычкой (41) таким образом, что каждое радиальное отверстие (40) имеет по существу U-образную конфигурацию, определенную между двумя перегородками (4) и нижней перемычкой (41).
Каждая перегородка (4) представляет по существу плоскую верхнюю поверхность (42), действующую как стопор для верхней крышки (5). Верхняя поверхность (42) находится на таком же уровне, как верхняя поверхность кольцевого ребра (22).
Несмотря на то, что данная фигура изображает четыре перегородки (4) в диаметрально противоположных положениях, определяющие четыре отверстия (40), по меньшей мере, две перегородки (4) могут быть обеспечены таким образом для образования, по меньшей мере, двух отверстий (40).
Одна запальная свеча (9) и одна термопара (8) устанавливаются на одной перегородке (4) так, что верхние концы запальной свечи (9) и термопары (8) выступают в верхнем положении от верхней поверхности (42) перегородки. При этом обеспечен стержень (90) под перегородкой (4), принимающий запальную свечу (9) и термопару (8). Стержень (90) проходит за пределы центральной чашки (3).
Положение термопары (8) во внутренней части горелки в отношении круглого кольца для пламени позволяет термопаре иметь более точное обнаружение и более стабильный сигнал, так как круглое кольцо для пламени действует как барьер для любых аномальных воздушных потоков, проходящих снаружи.
Кроме того, внутреннее положение обоих элементов (запальной свечи (9) и термопары (8)) гарантирует более высокую защиту против шоковых воздействий во время работы горелки.
Крышка (5) представляет дискообразную форму и содержит:
- центральную круглую тарелку (50);
- промежуточный тороидальный участок (51) в нижнем положении относительно центральной тарелки;
- кольцо (52) для пламени конусовидной формы и наклоненное вверх относительно промежуточного центрального участка (51),
- периферийный участок (54) в нижнем положении относительно периферийной кромки кольца для пламени.
Центральная тарелка (50) имеет форму плоской дискообразной пластины с диаметром по существу равным диаметру центральной камеры (30) для нахождения над центральной камерой (30).
Промежуточный тороидальный участок (51) представляет плоскую нижнюю поверхность, остановленную против плоских верхних поверхностей (42) перегородок (4) основного корпуса. Таким образом, промежуточный тороидальный участок (51) имеет два отверстия (58, 59) для принятия соответственно концов термопары (8) и запальной свечи (9).
Кольцо (52) для пламени расположено на периферийной кольцевой камере (23) и представляет конусовидную форму с приблизительно 10°-30° наклоном в отношении горизонтальной плоскости. Таким образом, получено множество отверстий (53) в кольце (52) для пламени для распространения пламени. Предпочтительно, обеспечены три круглых ряда отверстий для расположения по всей поверхности кольца (52) для пламени.
Ось отверстий (53) наклонена внутрь в отношении горизонтальной плоскости с приблизительно 60°-80° наклоном. С учетом вышеизложенного, пламя направляется вверх и к внутренней части газовой горелки, а именно к вертикальной стороне горелки.
Периферийный участок (54) верхней крышки имеет плоскую нижнюю поверхность, остановленную против плоской верхней поверхности ребра (22) периферийного фланца основного корпуса таким образом, чтобы снаружи закрыть периферийную кольцевую камеру (23).
Со ссылкой на Фиг. 6 можно заметить, что отверстия (40), обеспечивающие сообщение между центральной камерой (30) и периферийной кольцевой камерой (23), имеют конусовидную форму с уменьшающимися размерами от центральной камеры (30) до кольцевой камеры (23). Конкретно, указанные отверстия (40) представляют сужения (45) между внутренней кромкой (24) периферийного фланца основного корпуса и тороидальным участком (51) верхней крышки. Указанная конфигурация отверстий (40) приспособлена для стабилизации потока воздушно-газовой смеси в кольцевой камере (23) во избежание возврата пламени от колец к периферийной кольцевой камере. Указанные отверстия (40) обеспечивают равномерное распределение воздушно-газовой смеси, проходящей от центральной камеры (30) и направленной к периферийной кольцевой камере (23). К тому же, во время поднятия от центральной камеры, смесь частично приобретается отверстиями (40) и частично продолжает свое восходящее перемещение к крышке (5). Часть смеси, поднявшейся и остановившейся против центральной тарелки (50) крышки, перераспределяется в отверстиях (40), таким образом, комплектуя количество смеси, доставляемой к периферийной кольцевой камере (23) отверстиями.
Ниже приводится описание работы газовой горелки (100) согласно настоящему изобретению.
Газ, впрыскиваемый форсункой (6), смешивается с первичным воздухом, поступающим в отверстие (76) трубы Вентури и воздушно-газовая смесь принимается в трубу (7) Вентури в результате эффекта Вентури, перетекая в центральную камеру (30).
Воздушно-газовая смесь, содержащаяся в центральной камере (30), поднимается вверх, останавливаясь против центральной тарелки (50) верхней крышки. Таким образом, воздушно-газовая смесь проникает в отверстия (40) и перетекает в периферийную кольцевую камеру (23).
Воздушно-газовая смесь, содержащаяся в периферийной кольцевой камере (23), выходит из периферийной кольцевой камеры (23) через отверстия (53) кольца для пламени, создавая пламя, направленное вверх и к внутренней стороне горелки.
В настоящий вариант осуществления могут быть внесены многочисленные изменения и модификации специалистами в данной области техники в объеме изобретения, описанного в прилагаемой формуле изобретения.
Фиг. 7 и 8 раскрывают вариант газовой горелки (100), в которой запальная свеча (9) и термопара (8) располагаются в диаметрально противоположных положениях. Запальная свеча (9) и термопара (8) поддерживаются соответствующими стержнями (90, 80), продолжающимися под перегородками (4) корпуса горелки. Указанные стержни (90, 80) располагаются с наружной стороны центральной чашки (3).
Корпус (2) горелки снабжен маленькими сливными отверстиями (91, 81), расположенными вблизи запальной свечи (9) и термопары (8) для слива жидкости или жира, со временем падающего на горелку и откладывающегося около запальной свечи (9) и термопары (8). Действительно, такие сливные отверстия (91, 81) предотвращают застаивание жидкости и жира вокруг запальной свечи (9) и термопары (8), являющееся причиной неудовлетворительной работы запальной свечи (9) и термопары (8).
Очевидно, только одно сливное отверстие может быть обеспечено для запальной свечи (9) и/или термопары (8), или одно сливное отверстие, если запальная свеча (9) и термопара (8) располагаются в закрытом положении, как изображено в варианте осуществления Фиг. 1.
Реферат
Изобретение относится к области энергетики. Газовая горелка (100) с обращенным внутрь пламенем содержит основной корпус (2), выполненный с возможностью расположения под конфоркой (1), и дискообразную крышку (5), расположенную над указанным основным корпусом (2), причем указанный основной корпус (2) содержит центральную камеру (30) цилиндрической или усеченно-конической формы, выполненную с возможностью соединения с по меньшей мере одной горизонтальной трубой (7) Вентури, питаемой по меньшей мере одной газовой форсункой (6); и периферийную кольцевую камеру (23), по меньшей мере две перегородки (4), образующие по меньшей мере два отверстия (40), обеспечивающих сообщение между указанной центральной камерой (30) и указанной периферийной кольцевой камерой (23), причем указанная крышка (5) содержит центральную тарелку (50), расположенную на указанной центральной камере (30) основного корпуса, промежуточный тороидальный участок (51), расположенный на указанных перегородках (4) основного корпуса, и кольцо (52) для пламени, расположенное на указанной периферийной кольцевой камере (23) основного корпуса и имеющее наклонную поверхность, где имеется множество отверстий (53), сообщающихся с указанной периферийной кольцевой камерой (23), причем указанные отверстия (53) имеют ось, наклоненную вверх и к вертикальной оси горелки для распространения пламени внутрь. Изобретение позволяет создать эффективную, безопасную и легкую в изготовлении горелку. 10 з.п. ф-лы, 8 ил.
