ГОРЕЛКА ДЛЯ ПЕЧИ

Полезная модель относится к отоплению, а именно к элементам бытовых печей, в частности к горелкам, в которых жидкое топливо испаряется в пространстве сгорания.
Наиболее близким аналогом заявляемой полезной модели является техническое решение из патентного документа JP S55141759, представляющее собой горелку с жидким топливом. В устройстве предусмотрено два канала подачи кислорода, один из которых регулируется задвижкой.
Однако горелка данной конструкции не обладает достаточным КПД.
Техническая проблема, на решение которой направлена заявляемая полезная модель, заключается в создании универсальной горелки с высокими эксплуатационными характеристиками и широкими функциональными возможностями.
Техническим результатом заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей полевых печей и бытовых отопительных печей, в том числе за счет повышения безопасности эксплуатации, в частности в брезентовых палатках и бревенчатых настилах, повышения универсальности в выборе топлива и повышения КПД горелки.
Указанный технический результат достигается за счет того, что горелка содержит чашу испарителя, снабженную регулировочным отверстием, воздуховодную трубу и воздухозаборное отверстие, причем один конец воздуховодной трубы соединен с воздухозаборным отверстием, а второй конец воздуховодной трубы выведен в зону горения.
Чаша испарителя может быть выполнена со штуцером для подачи жидкого топлива и соплом для подачи газа.
Воздуховодная труба может иметь форму колена.
Горелка может дополнительно содержать две или более воздуховодные трубы.
Воздухозаборные отверстия могут быть объединены общим патрубком.
Горелка является универсальной и предназначена для расширения функциональных возможностей полевых печей и бытовых отопительных печей работающих от естественной тяги, за счет увеличения количества используемых видов топлива: отработанного масла, дизельного топлива, керосина, газа. В случае необходимости, может использоваться в полевых ремонтных мастерских в качестве горна, для разогрева деталей и приспособлений. Горелка обеспечивает повышение КПД печи за счет предварительного разогрева до высоких температур не только кислорода, но и балластных газов, являющихся «охладителем» для зоны горения. Благодаря использованию данной горелки происходит увеличение диапазона регулировок мощности за счет смещения нижней границы минимальной мощности. Появляется также возможность устанавливать жидкостной теплообменник в зону горения без опасения потерять нижний предел минимальных нагрузок по причине «просадки» жаровой зоны из-за появления мощного источника теплоотбора. Горелка также обеспечивает избавление от недожога топлива при малых и средних нагрузках вследствие падения температуры в зоне горения, что обеспечивает избавление от вредных отложений, мешающих качественному теплообмену.
Заявляемая горелка подходит для использования в отопителях в закрытых помещениях, где нежелательно или опасно применение печей с классическим воздухозабором. Кроме того, заявляемое устройство характеризуется отсутствием открытого пламени, возможностью использования в автономном режиме, работы как с воздушным охлаждением, так и с водяным контуром, бесшумной работой, простотой кинематики органов контроля и управления в случае автоматизации процессов, надежностью, удобством и простотой обслуживания, а также возможностью применения турбо наддува для увеличения «огневой плотности» при использовании в качестве мощного средства для нагрева больших деталей, в кузнечном цеху или в полевых ремонтных мастерских.
Кроме того, заявляемая печь обеспечивает безопасную остановку при непредвиденном прекращении горения в отличие от печей «капельного» и «форсуночного» типа, безопасное автоматическое прекращение горения благодаря конструктивной особенности печи при резком вскипании топлива при случайном попадании/обнаружении посторонних не свойственных примесей, например, воды.
Наилучший вариант реализации заявляемой полезной модели показан на фигурах 1-8, на которых изображены:
Фиг. 1 - общий вид горелки;
Фиг. 2 - горелка без чаши в разрезе;
Фиг. 3 - общий вид горелки в корпусе печи;
Фиг. 4 - вид снизу горелки в корпусе печи;
Фиг. 5 - вид горелки с чашей испарителя в разрезе;
Фиг. 6 - горелка при розжиге;
Фиг. 7 - горелка в работе;
Фиг. 8 - остановка работы горелки.
На фиг. 1-8 позициями 1-12 показаны:
1 - горелка;
2 - воздуховодная труба;
3 - чаша испарителя;
4 - штуцер;
5 - воздухозаборное отверстие;
6 - крепление чаши испарителя;
7 - регулировочное отверстие;
8 - отверстие для заправки топливом;
9 - сопло подачи газа;
10 - зона «А»;
11 - смеситель, соответствующий зоне «Б»;
12 - зона «В».
Горелка 1 смонтирована в осесимметричном корпусе и содержит по крайней мере одну воздуховодную трубу 2, например, имеющую форму колена, и чашу испарителя 3, являющуюся модулем хранения и/или подачи топлива и снабженную штуцером 4.
Горелка 1 также снабжена воздухозаборными отверстиями 5, с которыми соединены одни из концов воздуховодных труб 2, другие концы которых выведены в зону горения.
Чаша испарителя 3 снабжена штуцером 4, креплением 6 к корпусу горелки 1, регулировочным отверстием 7, отверстием 8 для заправки жидким топливом и соплом 9 подачи газа, выполняющим функцию штуцера слива топлива при избыточном уровне.
Воздуховодные трубы 2 и чаша испарителя 3 вместе образуют своими телами соответствующие три камеры: камеру первичной подачи кислорода (зона «А» 10), камеру вторичной подачи кислорода (зона «Б» 11), являющуюся смесителем, и камеру сгорания (зона «В» 12).
Количество воздуховодных труб 2 определяется потребностями пользователя, конкретной конфигурацией печи и геометрией камеры сгорания.
Воздуховодные трубы 2 могут иметь спиралевидную форму. Воздухозаборные отверстия 5 могут быть объединены общим патрубком в целях подключения наддува.
Чаша испарителя 3 в качестве модуля хранения и/или подачи топлива может быть выполнена только для жидкого вида топлива, только для газообразного вида топлива или комбинированной для жидкого и газообразного вида топлива. Чаша испарителя 3 может быть оборудована поплавковым механизмом, краном аварийной остановки подачи топлива, средством автоматического пуска.
Устройство работает следующим образом.
На жидком топливе.
К штуцеру 4, выполняющему функцию регулировочной рукоятки горелки 1, подают топливо. В качестве топлива может быть использовано отработанное масло, дизельное топливо, керосин. Благодаря наличию тяги в дымоходе воздух попадает внутрь печи исключительно через воздуховодные трубы 2 и, получая порцию испарившегося топлива в чаше испарителя 3, попадает в смеситель 11, где и происходит процесс сгорания.
Регулировка степени нагрева печи обеспечивается поворотом рукоятки штуцера 4 относительно корпуса влево-вправо.
При этом горелка функционирует следующим образом. Для работы на жидком топливе чашу испарителя 3 заполняют топливом через отверстие 8, соединенное со штуцером 4. Зоны «А» 10, «Б» 11 и «В» 12 имеют одинаковую температуру с окружающей средой и продуваются воздухом, поступающим через входные воздухозаборные отверстия 5 в воздуховодные трубы 2. Весь воздух, прошедший через воздуховодные трубы 2, делится перед чашей испарителя 3 на две части. Первая часть попадает в чашу испарителя 3 в зону «А» 10 через регулировочное отверстие 7 и обеспечивает первый контур подачи кислорода. Вторая часть попадает через многочисленные отверстия смесителя 11 в зону «Б» и обеспечивает второй контур подачи кислорода. Воздух, вышедший из зоны «А» 10, смешивается с воздухом в зоне «Б» 11 и попадает в камеру сгорания - зона «В» 12.
После розжига поверхности топлива в зоне «А» 10 температура и степень испарения топлива растет, и по достижении определенной величины количество паров, попавших в смеситель 11 (зона «Б»), становится избыточным. Поворотом чаши испарителя 3 за штуцер 4 частично перекрывают регулировочное отверстие 7, что приводит в норму соотношение паров топлива и кислорода в смесителе 11 (зона «Б»), и, как результат, в зоне «В» 12 происходит полноценное горение. После разогрева и выхода на рабочий режим для поддержания полноценного сгорания рабочей смеси дальнейшая регулировка производится таким же образом - поворотом чаши испарителя 3, которая изменяет сечение регулировочного отверстия 7. Качество горения проверяется по цвету пламени, через смотровой люк в камере сгорания.
Остановка работы горелки 1 производится окончательным поворотом чаши испарителя 3 до полного перекрытия регулировочного отверстия 7.
На газообразном топливе.
Работа горелки 1 на газообразном топливе аналогично работе на жидком топливе. Газообразное топливо подводят через сопло 9 подачи газа в зону горения. Розжиг и регулировку проводят также аналогично. Остановку горелки 1 производят перекрытием подачи газа.
Приведенные примеры являются частными случаями и не исчерпывают всех возможных реализаций заявляемой полезной модели.
Специалисту в данной области техники должно быть понятно, что различные вариации заявляемого устройства не изменяют сущность полезной модели, а лишь определяют его конкретные воплощения.