ГОРЕЛКА ДИФФУЗИОННО-КИНЕТИЧЕСКАЯ
DIFFUSION-KINETIC BURNER

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области энергетики, в частности к горелкам диффузионно-кинетическим, и может быть использовано в производстве дутьевых горелок с принудительной подачей воздуха в цилиндрическую топку котла в газогорелочных устройствах котлов наружного размещения.
Уровень техники
Известна запальная горелка, содержащая датчик пламени, установленный в корпусе с биметаллической пластиной, и датчик пламени, включающий нормально открытое сопло, импульсные трубки, систему управления газовым регулятором, при этом на корпусе датчика пламени над биметаллической пластиной установлен датчик сетевого газа с нормально закрытым клапаном и рычаг пуска газа, при этом датчик сетевого газа соединен с помощью импульсных трубок с корпусом датчика пламени, трубой, системой управления газового регулятора основной горелки (см. пат. RU №2319899, МПК F24N 5/04, от 21.07.2006 г.).
Недостатком данной горелки является длительность передачи сигнала для отключения газовых клапанов основной горелки.
Известна 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 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 (см. пат. RU №2196939, МПК F24N 1/00, F24D 14/60, опубл. 20.01.2003 г.).
Недостатком данной горелки являются ограниченные функциональные возможности, а также большой расход газообразного топлива, невысокая надежность.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятой автором за прототип является двухступенчатая атмосферная комбинированная газовая горелка, содержащая газовые регуляторы первой и второй ступени, соединенные параллельно, каждый из которых состоит из блока контроля и регулирования, пусковой кнопки, мембраны с жестким центром, клапана с седлом, верхней полости, мембраны и двухпозиционной заслонки, дренажного сопла и сопла источника давления, дросселя с каналом, датчиков пламени, тяги и сетевого газа, двух кранов, горелки с запальником, топки, трех терморегуляторов с соответствующими датчиками терморегуляторов, переключателя с диафрагмой, при этом она дополнительно снабжена вентилятором с направляющим поддоном и автоматическими воздушными клапанами, электромагнитной катушкой, датчиком напряжения и микропереключателем, причем блок контроля и регулирования второго регулятора второй ступени соединен с полостью переключателя через диафрагму с возможностью обеспечения «включения-выключения» микропереключателя, последний соединен с электродвигателем вентилятора, причем полость переключателя соединена с датчиком напряжения, а вентилятор соединен с направляющим поддоном, расположенным под горелкой, при этом направляющий поддон содержит автоматические воздушные клапаны, свободно установленные на оси (см. пат. RU №2324113, МПК F23D 14/60, F23N 5/24, опубл. 10.05.2008 г.).
Недостатком данной горелки является невозможность ее использования в горизонтальных котлах наружного размещения с цилиндрической топкой из-за большой площади диффузионной части атмосферной горелки и необходимости поворота факела на 90° с целью соосного расположения факела с цилиндрической топкой котла, предназначенного для использования дутьевых горелок.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка горелки диффузионно-кинетической для котла наружного размещения, обладающей уменьшением габаритов и расширением функциональных возможностей, а именно возможностью работать в котлах наружного размещения с температурой наружного воздуха до -45°C с применением вентиляторного дутья для преодоления повышенного сопротивления горизонтальных, например, 2- и 3-ходовых теплообменников.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к уменьшению габаритов и расширению функциональных возможностей котла наружного размещения.
Технический результат достигается с помощью горелки диффузионно-кинетической, содержащей газопровод с газовым клапаном, соединенный с многофункциональным регулятором, шаровым краном, запальным устройством, газораспределительные трубки с отверстиями, конфузорно-диффузорные элементы, установленные над каждым отверстием, канальный вентилятор с воздуховодом, при этом горелка состоит из корпуса панели, на которой установлены запальное устройство, газораспределительные трубки с отверстиями, конфузорно-диффузорные элементы, установленные над каждым отверстием, канальный вентилятор с воздуховодом, а диффузорная часть горелки установлена соосно с воздуховодом и канальным вентилятором, причем последний снабжен регулирующей шайбой, установленной на всасывающем патрубке.
Таким образом, технический результат достигается за счет того, что горелка состоит из корпуса панели, на которой установлены запальное устройство, газораспределительные трубки с отверстиями, конфузорно-диффузорные элементы, установленные над каждым отверстием, канальный вентилятор с воздуховодом, а диффузорная часть горелки установлена соосно с воздуховодом и канальным вентилятором, причем последний снабжен регулирующей шайбой, установленной на всасывающем патрубке.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 показана горелка диффузионно-кинетическая, общий вид.
На фиг. 2 - то же, разрез корпуса панели.
На фиг. 3 - то же, пневматическая схема.
На фиг. 4 - то же, электрическая схема управления горелкой.
Осуществление изобретения
Горелка диффузионно-кинетическая состоит из корпуса 1 в виде панели (см. фиг. 1), на которой установлены газораспределительные трубки 2 с отверстиями 3, а над каждым отверстием 3 установлены конфузорно-диффузорные элементы 4 (см. фиг. 2), которые с четырех сторон ограничены направляющей рамкой 5, при этом горелка соединена с газопроводом 6 с газовым клапаном (не показан), многофункциональным регулятором 7, шаровым краном 8, корпус 1 панели соединен с напорным патрубком (не показан) канального вентилятора 9 с помощью воздуховода 10, на панели корпуса 1 также установлено запальное устройство 11, при этом канальный вентилятор 9 снабжен регулирующей шайбой 12, установленной на всасывающем патрубке (не показан), а запальное устройство 11 (см. фиг. 3) содержит термобиметаллическую пластину 13, клапан 14 запального устройства 11, датчик пламени 15. Пневматическая схема горелки диффузионно-кинетической содержит канал управления 16 с жиклером 17, электромагнитный клапан 18 с соплом 19, причем все пневматические устройства соединены импульсными трубками 20. Электрическая схема горелки диффузионно-кинетической (см. фиг. 4) содержит автомат 21, электромагнитный клапан 18, вентилятор 9, рабочий термостат 22, предельный термостат 23 со своими контактами (не показаны), при этом электромагнитный клапан 18 соединен своим соплом 19 с пневматической схемой горелки диффузионно-кинетической.
Горелка диффузионно-кинетическая работает следующим образом.
На отпуске открывают газовый клапан, газ поступает в газопровод 6 на вход многофункционального регулятора 7, одновременно, по импульсным трубкам 20 газ поступает в канал управления 16 через жиклер 17 к клапану 14 запального устройства 11, поднимают термобиметаллическую пластину 13, открывается клапан 14 запального устройства 11 и закрывается датчик пламени 15, запальное устройство 11 поджигает и удерживает термобиметаллическую пластину 13 в течение 20-30 сек, после этого отпускают термобиметаллическую пластину 13, она удерживает седло клапана 14 запального устройства 11 в открытом состоянии, а седло датчика пламени 15 в закрытом состоянии, при этом газ через жиклер 17 канала управления 15 надтекает в подмембранную полость (не обозначена) многофункционального регулятора 7, клапан (не обозначен) которого поднимается, и газ поступает на вход шарового крана 8, включают автомат 21, напряжение поступает к рабочему термостату 22, предельному термостату 23, канальному вентилятору 9 и электромагнитному клапану 18, канальный вентилятор 9 включается в работу и, если контакты рабочего и предельного термостатов 22 и 23, соответственно соединены, электромагнитный клапан 18 закрывает сопло 19, открывают на 1/3 шаровой кран 8, газ поступает через панель корпуса 1 к газораспределительным трубкам 2 и через отверстия 3 поступает в конфузорно-диффузорный элемент 4, где смешивается с поступающим по воздуховоду 10 воздухом под давлением канального вентилятора 9, при этом факел формируется направляющей рамкой 5 вдоль топки теплообменника котла (не показаны), соотношение воздух-газ регулируется регулирующей шайбой 12 по показаниям газоанализатора (не показан), мощность горения согласовывается с мощностью отопления шаровым краном 8 с тем, чтобы горелка диффузионно-кинетическая работала постоянно, при отключении электроэнергии размыкаются контакты рабочего и предельного термостатов 22 и 23, останавливается канальный вентилятор 9, электромагнитный клапан 18 не удерживает сопло 19 в закрытом состоянии, давление газа в подмембранной полости мгновенно, в течение 1 сек, исчезает, многофункциональный регулятор 7 закрывается, основная диффузионная горелка гаснет, запальное устройство 11 продолжает гореть, поддерживая термобиметаллическую пластину 13 в нагретом состоянии, при этом канальный вентилятор 9, при постепенном уменьшении скорости вращения, автоматически осуществляет продувку камеры сгорания теплообменника, при возобновлении подачи электроэнергии, автоматически возобновляется горение основной диффузионной горелки. При исчезновении давления газа или при резком уменьшении давления газа, поступающего через многофункциональный регулятор 7, его сопло автоматически закрывается, основная диффузионная горелка гаснет, но запальное устройство 11 продолжает гореть, поддерживая термобиметаллическую пластину 13 в нагретом состоянии, и при увеличении давления газа автоматически возобновляется горение основной диффузионной горелки, при погасании запального устройства 11 термобиметаллическая пластина 13 остывает, клапан 14 запального устройства 11 закрывается, открывается сопло датчика пламени 15. Дальнейшая работа горелки возможна только после повторного розжига запального устройства 11, так как поступление газа в диффузионную часть горелки заблокировано открытым соплом датчика пламени 15.
Таким образом, предлагаемая горелка диффузионно-кинетическая способна работать при температуре наружного воздуха до -45°C.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- уменьшение габаритов;
- расширение функциональных возможностей котла наружного размещения;
- удешевление производства тепла;
- повышение надежности работы горелки.