ГОРЕЛОЧНОЕ УСТРОЙСТВО
BURNER DEVICE

Техническое решение относится к теплоэнергетике, а именно к жидкотопливным горелочным устройствам, использующим для горения водяной пар, и может применяться для поджигания твердого топлива в бытовых водогрейных котлах.
Известно жидкотопливное горелочное устройство, использующее для горения перегретый водяной пар и применяющееся для поджигания твердого топлива в бытовых водогрейных котлах (патент РФ №2373458, F23C 99/00, F23L 7/00, 20.11.2009). Известное горелочное устройство содержит корпус, встроенный парогенератор водяного пара с паровой форсункой и камеру газогенерации. В корпусе, сбоку, установлено сопло для выхода факела, а паровая форсунка расположена в камере газогенерации соосно с соплом и соединена с пароперегревателем. Встроенный парогенератор состоит из трех отдельных блоков, причем пароперегреватель выполнен в виде кольцевой камеры, а паросепаратор расположен внутри пароперегревателя. Бачок-испаритель расположен сверху паросепаратора и пароперегревателя. Все три блока парогенератора и паровая форсунка соединены трубками и не имеют общих стенок.
Недостатком известного устройства является дымление в помещение на начальной стадии работы горелочного устройства до вскипания воды в бачке-испарителе.
При пуске холодного водогрейного котла, особенно в условиях большого перепада температур внутри котельной и снаружи, воздух по дымовой трубе поступает в помещение котельной. Поэтому на начальном этапе работы горелочного устройства (до вскипания воды в бачке-испарителе) дым от сгорающего жидкого топлива может накапливаться в помещении котельной даже при наличии вытяжной вентиляции, что приводит к нарушению санитарно-гигиенических норм. После выхода горелочного устройства на режим интенсивного горения в струе перегретого водяного пара, поступление дыма в помещение прекращается, поскольку выделяемой тепловой энергии достаточно для изменения направления потока в дымовой трубе.
Наиболее близким решением по технической сущности и совокупности существенных признаков является горелочное устройство (патент РФ №2516065, F23B 99/00, F23C 99/00, 20.05.2014). Известное устройство содержит корпус с камерой газогенерации, соплом, воздуховодами и парогенератором водяного пара, состоящим из бачка-испарителя, паропровода, непосредственно соединяющего паровую форсунку с бачком-испарителем, причем нижняя поверхность бачка-испарителя служит верхней поверхностью камеры газогенерации.
Недостатком известного устройства является дымление в помещение на начальной стадии работы горелочного устройства до вскипания воды в бачке-испарителе.
Дымление в помещение от горелочного устройства происходит потому, что в нем сначала жидкое топливо горит в отсутствие струи пара, образуя сажистое пламя. Интенсивность горения в данном режиме не достаточна для формирования в дымовой трубе потока, направленного наружу, только после закипания воды в бачке-испарителе горелочное устройство выходит на рабочий режим, обеспечивающий прекращение дымления в помещение.
Технической задачей предлагаемого решения является исключение дымления в помещение от горелочного устройства. Поставленная задача решается тем, что в горелочном устройстве, содержащем корпус, камеру газогенерации с соплом и воздухоподводящими отверстиями, встроенный парогенератор водяного пара, состоящий из бачка-испарителя, паропровода и паровой форсунки, размещенной в камере газогенерации соосно с соплом, дополнительно предусмотрено наличие установленного в корпусе теплового электрического нагревателя, над которым установлен бачок-испаритель, а сверху бачка-испарителя установлена камера газогенерации.
Указанная совокупность признаков предлагаемого технического решения за счет расположения блоков устройства и наличия теплового электрического нагревателя, обеспечивающего возможность сначала нагреть воду в бачке-испарителе до кипения, а уже потом поджечь жидкое топливо, позволяет решить поставленную задачу исключения дымления в помещение. В момент поджигания топлива из паровой форсунки уже истекает струя водяного пара, которая увлекает за собой сажистый факел, засасывая при этом воздух через воздухоподводящие отверстия, что приводит к значительной интенсификации горения в камере газогенерации. Температура пламени повышается, происходят процессы паровой газификации промежуточных продуктов горения, которые выносятся через сопло и догорают в факеле при смешении с кислородом воздуха, окончательные продукты сгорания уходят через дымовую трубу. При этом дымления в помещение от горелочного устройства не происходит.
Сущность технического решения поясняется примером конкретного исполнения горелочного устройства и чертежом общего вида устройства в продольном разрезе.
Горелочное устройство содержит корпус 1 с камерой газогенерации 2 и соплом 3, воздухоподводящими отверстиями 4 и встроенный парогенератор 5 водяного пара, состоящий из бачка-испарителя 6, паропровода 7 и паровой форсунки 8. Горелочное устройство также содержит тепловой электрический нагреватель 9. Паровая форсунка 8 установлена в держателе 10. В бачок-испаритель 6 вмонтирована горловина 11, с крышкой 12. На камеру газогенерации 2 установлена крышка 13. К тепловому электрическому нагревателю присоединен электрический шнур 14. Вся конструкция парогенератора 5 вместе с тепловым электрическим нагревателем 9 установлена в корпусе 1 на лапках 15.
Устройство работает следующим образом.
В бачок-испаритель 6 с предварительно снятой крышкой 12 заливают дистиллированную воду, а в камеру газогенерации 2 - жидкое топливо (в том числе - дизельное топливо) при снятой крышке 13. Тепловой электрический нагреватель 9 посредством шнура 14 подключают к внешнему источнику электрической энергии. Вода в бачке-испарителе 6 закипает, водяной пар через форсунку 8 поступает в виде струи в камеру газогенерации 2. После этого поджигается жидкое топливо, закрывается крышка 13, и горелочное устройство сразу переходит к рабочему режиму. В результате исключается дымление в помещение от горелочного устройства.
Предлагаемое горелочное устройство создает высокотемпературный факел мощностью до 10 кВт, и время работы зависит от емкости бачка-испарителя, количества залитой воды и жидкого топлива. Горелочное устройство создано для поджига угля в бытовых и промышленных печах. Горелочное устройство может применяться в промышленном производстве, где требуется интенсивный кратковременный прогрев, либо удаление лакокрасочных покрытий с небольших поверхностей и т.д.