ДВУХСТУПЕНЧАТАЯ ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА
DOUBLE-STAGE GAS BURNER

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к энергетике, в частности к двухступенчатым газовым горелкам, и может быть использовано для сжигания газообразного топлива в котлах наружного размещения и других газовых аппаратов, расположенных на открытом воздухе.
Уровень техники
Известен сопловый узел горелки, содержащий корпус с установленной за его пределами направляющей пластиной с отогнутым на заданный угол относительно ее плоскости навстречу потоку концом, при этом пластина со стороны, противоположной отогнутому концу, снабжена перпендикулярной продольной оси корпуса поворотной осью, а ее конец отогнут на угол 10-15° (см. а.с. SU №989244, кл. F23D 14/60).
Недостатком данного соплового узла является недостаточное смешение газа с первичным воздухом.
Известна двухступенчатая газовая горелка, содержащая корпус с отверстиями для подвода и отвода газа от газового регулятора, металлический внутренний стержень, наружную трубку, погруженную в теплоноситель, винтовое устройство для регулирования температуры (см. Датчик температуры. РГУ-M1. Руководство по эксплуатации. Са 2.574.023.РЭ ОАО «Завод Староруссприбор», 175200, г.Старая Русса, Новгородская область, ул.Минеральная, 24).
Недостатком данной горелки является сложность конструкции. Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятой 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, при этом она снабжена вторым газовым регулятором, состоящим из блока регулирования, соединенного с датчиком температуры 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 (см. патент RU №2196939, Кл. F23N 1/10, F23D 14/60, 2003).
Недостатком данной горелки является отсутствие сигнала на включение-отключение горелки в зависимости от работы циркуляционных насосов и других электрических агрегатов отопительной системы.
Раскрытие изобретения
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению конструкции, уменьшению габаритов, установлению постоянной связи с температурой окружающей среды с автоматическим регулированием мощности горелки в зависимости от понижения температуры.
Технический результат достигается с помощью двухступенчатой газовой горелки, содержащей регулирующее устройство двухпозиционной заслонки, датчики температуры, тяги, пламени, сетевого газа, пусковую кнопку с запальником и топкой, кран, основную горелку, жиклер двухпозиционной заслонки, выключатель, термобиметаллическую пластину. Согласно изобретению горелка снабжена автоматическим регулятором мощности, установленным последовательно перед регулирующим устройством в окружающей среде, содержащим в перегородке корпуса отверстие для расхода газа в объеме 30-40% от максимального расхода, а также содержащим седло клапана с клапаном, выполненным с возможностью управления манометрической системой, увеличивающей расход газа до максимального при понижении температуры окружающей среды.
Краткое описание чертежей
На фиг.1 дана двухступенчатая газовая горелка, общий вид.
На фиг.2  - то же, автоматический регулятор мощности.
Осуществление изобретения
Двухступенчатая газовая горелка состоит из регулирующего устройства 1 двухпозиционной заслонки 2, датчика температуры 3, датчика тяги 4, датчика пламени 5, датчика сетевого газа 6, пусковой кнопки 7, запальника 8, крана 9, основной горелки 10, топки 11, жиклера двухпозиционной заслонки 12, жиклера 13, клапана 14 регулирующего устройства 1, седла клапана 15, ручного выключателя 16, термобиметаллической пластины 17, автоматического регулятора мощности 18 с отверстием 19 первой ступени, клапана 20 второй ступени, при этом автоматический регулятор мощности 18 установлен за пределами теплоизолированной стенки 21 котла (не показан), а остальные элементы (не показаны) двухступенчатой газовой горелки размещены внутри корпуса котла наружного размещения, и состоит из манометрической системы 22 с упругим чувствительным элементом 23, корпуса 24, крышки 25, соединяющей манометрическую систему 22 с корпусом регулировочной пружины 27, закрепленной одним концом на штоке 28 при помощи стопорной шайбы 29, клапана 20, кинематически связанного с упругим чувствительным элементом 23 через шток 28 и взаимодействующего с седлом 30 корпуса 24. Все датчики (3, 4, 5, 6) соединены между собой импульсными трубками (не обозначены).
Двухступенчатая газовая горелка работает следующим образом.
Нажимают на пусковую кнопку 7 и приоткрывают датчик сетевого газа 6, газ начинает поступать в запальник 8, который затем зажигают, одновременно газ по импульсным трубкам через жиклер 13 поступает в датчики температуры 3, тяги 4, пламени 5 и в подмембранное пространство регулирующего устройства 1, если вышеперечисленные датчики окажутся закрытыми, давление газа в подмембранном и надмембранном пространстве регулирующего устройства 1 уравнивается, открывают кран 9, газ через отверстие 19 автоматического регулятора мощности 18 поднимает клапан 14 регулирующего устройства 1 над седлом 15 и поступает в основную горелку 10, где и сгорает, выделяя тепло в топку 11, одновременно двухпозиционная заслонка 2 перемещается вверх и перекрывает поступление газа через жиклер 12 в надмембранную полость регулирующего устройства 1, причем при положительной температуре окружающей среды автоматический регулятор мощности 18 будет обеспечивать поступление газа на сгорание в объеме 30-40% через отверстие 19 и кольцевой зазор между клапаном 20 и седлом 30 корпуса 24, а при изменении температуры окружающего воздуха ниже значения, устанавливаемого при помощи резьбовой втулки 26, вращение которой изменяет начальное усилие регулировочной пружины 27, понижается давление наполнителя в манометрической системе 22, действующее на упругий чувствительный элемент 23, с противоположной стороны на упругий чувствительный элемент 23 действует давление рабочей среды (природного газа), которое составляет не более 2 кПа, что несоизмеримо меньше давления, развиваемого наполнителем манометрической системы 22, перемещаясь под действием регулировочной пружины 27, упругий чувствительный элемент 23 через шток 28 и шайбу 29, опираясь на резьбовую втулку 26, крышку 25, передает движение клапану 20, который поднимается над седлом 30, расположенным в корпусе 24, увеличивает расход газа, поступающего в газовую горелку, при изменении температуры окружающего воздуха выше значения, устанавливаемого при помощи резьбовой втулки 26, вращение которой изменяет начальное усилие регулировочной пружины 27, повышается давление наполнителя в манометрической системе 22, действующее на упругий чувствительный элемент 23, с противоположной стороны на последний действует давление рабочей среды (природного газа), которое составляет не более 2 кПа, что несоизмеримо меньше давления, развиваемого наполнителем манометрической системы 22, перемещаясь под действием разницы давлений, упругий чуствительный элемент 23 через шток 28 и шайбу 29 передает движение клапану 20, который опускается к седлу 30, уменьшает расход газа, поступающего в газовую горелку, при исчезновении отрицательной температуры окружающей среды, клапан 20 полностью опускается на седло 30, и расход газа осуществляется через отверстие 19 и кольцевой зазор между клапаном 20 и седлом 30 корпуса 24, обеспечивая поступление газа на сгорание в объеме 30-40%, при аварийном срабатывании датчиков тяги 4, пламени 5 в подмембранном пространстве регулирующего устройства 1 скачкообразно уменьшается давление газа, под действием веса мембранного привода и пружины двухпозиционной заслонки 2, клапан 14 перемещается вниз, газ через жиклер 12 двухпозиционной заслонки заполняет надмембранное пространство регулирующего устройства 1, клапан 14 перекрывает седло 15, основная горелка 10 гаснет, при этом горит запальник 8 и газ через датчик сетевого газа 6 продолжает поступать в жиклеры 12 и 13, обеспечивая автоматическое управление регулирующим устройством 1, при необходимости производства наладочных работ, включают ручной выключатель 16, в подмембранном пространстве регулирующего устройства не будет создаваться давления и независимо от датчиков температуры 3, тяги 4, пламени 5 регулирующее устройство 1 будет закрыто. При правильно подобранном котле наружного размещения по мощности к системе отопления здания элементы безопасности и регулирования будут срабатывать только в аварийных случаях, что обеспечивает их долговечность.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- упрощение конструкции;
- уменьшение габаритов;
- установление постоянной связи с температурой окружающей среды с автоматическим регулированием мощности горелки в зависимости от понижения температуры.