УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА
IMPROVED GAS BURNER

Настоящее изобретение относится к усовершенствованной газовой горелке.
В настоящее время, требования рынка все более направлены в сторону производства горелок с несколькими кольцами пламени, в сочетании с все возрастающей потребностью в снижении издержек производства таких горелок.
Известны горелки с несколькими кольцами пламени так называемого многокольцевого типа, снабженные одним впускным патрубком газа, с управлением посредством стандартного одиночного выпускного клапана. В частности, такой клапан обеспечивает подачу газа на впускной патрубок горелки, и оттуда одновременно на все кольца пламени, и максимальной, и минимальной емкости.
Также известны горелки с несколькими кольцами пламени так называемого двойного типа, которые имеют два впускных патрубка газа, один ассоциирован с внешним участком горелки, обычно кольцевой формы, и второй ассоциирован с его центральным внутренним участком круговой формы. В частности, такой тип горелки использует специальный двухканальный клапан, допускающий два рабочих условия: одно для максимальной мощности, при котором питаются оба участка горелки, и одно такое, при котором внешний кольцевой участок не питается, и тем самым обеспечивается более модульное использование, допускающее подачу и доставку очень малой минимальной мощности.
В частности, из IT 1232887, известна многокольцевая горелка, которая использует первичный воздух и вторичный воздух, с поступлением одного и второго над варочной панелью. В частности, там представлены три чашеобразных закрытых камеры, каждая из которых содержит инжектор; более подробно, такой инжектор, с расположением в центральной чаше, питает газом круговой центральный участок, при этом каждый из двух боковых инжекторов питает внешний участок в форме, напоминающей полумесяц.
В центральном участке происходит смешивание посредством канала Вентури почти радиального типа, то есть при этом газ и первичный воздух питают канал, который открывается в радиальную камеру смешивания.
Два внешних участка при этом питаются каналами Вентури, с формированием в каждом случае посредством вертикального канала с расширением снизу вверх, для создания эффекта Вентури посредством взаимодействия с куполообразным выступом, представленным на нижней стороне делителя пламени. Более подробно, этот выступ введен в вершину вертикального канала таким образом, что нижняя сторона этого выступа, и верхняя оконечная часть этого канала определяют узкий проход, заставляющий смесь ускоряться, усиливая таким образом эффект Вентури. Как следствие, такие два канала Вентури, которые питают внешние участки, также принадлежат к практически радиальному типу, осуществляется ускорение смеси посредством сочетания вертикального канала, переходящего в горизонтальную камеру в форме полумесяца.
Первый недостаток такого решения заключается в его достаточно высокой стоимости производства; в частности, куполообразный выступ, представленный в нижней части делителя пламени, не может быть сформирован посредством обычного процесса холодного прессования листового металла, как осуществляется при производстве почти всех горелок, а вместо этого требует процессов чугунной отливки или спекания стали, которые намного дороже.
Другой недостаток проистекает из формы полумесяца внешних участков камеры. В частности, камеры изнутри представляют участок, который повторно заходит для определения практически эллиптического пространства между ними и центральным участком. Однако эта форма не позволяет внешнему кольцевому участку вырабатывать направленное внутрь кольцо пламени. Как результат, этот тип горелки имеет только два кольца пламени, одно на внешнем кольцевом участке и одно на центральном участке, при том что рынку нужны горелки с тремя кольцами пламени, одним на центральном участке, и двумя на кольцевом участке, при этом одним направленным внутрь, и одним направленным наружу.
WO 2004/044490 описывает многокольцевую горелку, с питанием первичным воздухом и вторичным воздухом, при этом оба затягиваются над варочной панелью.
В частности, там представлено три отдельных чашеобразных камеры, каждая из которых снабжена инжектором. Более подробно, центральный инжектор питает центральный участок горелки посредством радиальной Вентури, при этом оставшиеся два боковых инжектора питают внешний кольцевой участок горелки посредством двух Вентури радиального типа подобных таким, которые описаны в IT 1232887. Как это уже показано, такой тип Вентури нуждается в горизонтальной камере довольно большого размера, и представляет внутренний диаметр с расширением в той зоне, в которую текут указанные радиальные Вентури; иными словами, такой кольцевой участок имеет необычную и неправильную форму.
В дополнение, вертикальные каналы в этой горелке цилиндрические, не имеют каких-либо сходящихся и/или расходящихся участков, и не вызывают какого-либо вертикального эффекта Вентури. Более подробно, на их выпускном патрубке, вертикальные боковые каналы обеспечивают сужение, которое затем переходит в зону, имеющую значительное радиальное расширение; сочетание этих характеристик определяет радиальный эффект Вентури.
Этот тип горелки представляет третье кольцо пламени, которое появляется из кольцевого участка, с направлением вовнутрь; однако, указанное пламя распределяется вдоль неправильного кольцевого профиля. В силу этого, традиционные недорогие крышки правильной кольцевой формы не могут использоваться для закрытия камеры, определяемой участком кольцевой неправильной формы.
Как следствие, такое решение является достаточно дорогостоящим и характеризуется достаточно нетрадиционным внешним видом, что едва ли понравится производителям варочных панелей.
WO 2005/078342 описывает многокольцевую горелку, также питаемую первичным и вторичным воздухом, с поступлением одного и второго над варочной панелью. Она состоит из одной чаши, закрытой около ее дна, с тремя инжекторами, из которых центральный инжектор, с размещением вертикально, и питает центральный участок газом, при этом два других боковых инжектора наклонены наружу. Тело делителя пламени формируется из двух частей, которые, при соединении вместе, определяют два наклонных канала с эффектом Вентури, обращенные к указанным боковым инжекторам.
Это решение позволяет кольцевому участку иметь правильную форму; однако, тот факт, что тело делителя пламени состоит из двух частей для формирования двух наклонных каналов Вентури, делает производство такой горелки достаточно дорогостоящим.
В дополнение, тот факт, что внешние инжекторы наклонены, создает и проблему во время производства, сборки и проверки горелки на протечки, и на производственной линии, где горелка устанавливается на варочную панель, поскольку требуется специфическое и подходящее оборудование.
US 2011/151385 описывает горелку, содержащую опорное тело с фиксацией к нижней поверхности листа металла варочной панели; она снабжена тремя инжекторами, обращенными к трем каналам, определенным в разделителе пламени. Внутри разделителя пламени, на выходном патрубке вертикального Вентури, имеются барьеры для предотвращения явления разделения пламени. Внешние кромки тела делителя пламени покоятся на листе металла варочной панели. В свете всех этих характеристик, она достаточно сложна и при производстве, и при установке.
US 2010/279238 описывает горелку, содержащую опорное тело, с тремя инжекторами, обращенными к трем вертикальным каналам Вентури, с определением в делителе пламени. В частности, боковые вертикальные каналы Вентури являются достаточно длинными, поэтому горелка достаточно высокая и громоздкая по высоте. В дополнение, в свете того, что требуются многочисленные компоненты, она достаточно сложна конструктивно, и следовательно, дорогостоящая.
Задача настоящего изобретения - исключить недостатки известных решений, посредством представления усовершенствованной газовой горелки с тремя кольцами пламени, которая может работать и как многокольцевая, и как двойная горелка.
Еще одна задача настоящего изобретения - представление усовершенствованной газовой горелки, пламени которой не будет мешать внезапное открывание дверцы плиты или другого блока, расположенного ниже варочной панели.
Еще одна задача настоящего изобретения - представление усовершенствованной газовой горелки с уменьшенной общей высотой.
Еще одна задача настоящего изобретения - представление усовершенствованной газовой горелки с простой, быстрой и недорогой сборкой.
Все эти задачи, которые будут очевидны из прилагаемого описания, достигаются, в соответствии с настоящим изобретением, посредством усовершенствованной газовой горелки с характеристиками, указанными в пункте 1 формулы изобретения.
Два предпочтительных варианта осуществления настоящего изобретения более подробно описаны в настоящем документе со ссылкой на сопроводительные чертежи, на которых:
Фигура 1 - вертикальное сечение первого варианта осуществления усовершенствованной газовой горелки в соответствии с настоящим изобретением,
Фигура 2 - вертикальное сечение, перпендикулярно таковому на Фигуре 1.
Фигура 3 - вид сверху при условии максимального потока,
Фигура 4 - вид сверху держателя инжектора горелки на Фигуре 1,
Фигура 5 - вертикальное сечение первого варианта осуществления усовершенствованной газовой горелки в соответствии с настоящим изобретением,
Фигура 6 - вертикальное сечение, перпендикулярное таковому на Фигуре 5.
Как это видно на Фигурах 1-4, усовершенствованная газовая горелка 2, в соответствии с настоящим изобретением, содержит держатель 4 инжектора, оснащенный впускным патрубком 6 газа со стандартным одиночным выпускным клапаном (не показан). В частности, эти фигуры показывают горелку, в соответствии с настоящим изобретением, во многокольцевой версии, то есть в которой все кольца пламени питаются одним источником газа и вместе регулируются одним и тем же образом.
В основании держателя 4 инжектора имеется канал 8, который обращен к впускному патрубку 6 газа и простирается вдоль диаметра указанного держателя 4 инжектора. В последнем из упомянутого, имеются чашеобразные полости, то есть закрытые и у их основания, и по бокам, и открытые сверху; в частности, имеются центральная чаша (чашеобразная полость) 10 и две боковых (внешних) чаши (чашеобразных полости) 12 и 12'.
В основании центральной чаши 10 имеется первый инжектор 14, который расположен вертикально, и сообщается посредством канала 8 с впускным патрубком 6 газа. В дополнение, в основании боковых чаш 12 и 12', имеются второй инжектор 16 и третий инжектор 18 соответственно, которые также расположены вертикально, и сообщаются посредством канала 8 с впускным патрубком 6 газа.
По его периферийной поверхности, держатель 4 инжектора имеет бортик 20, снабженный расширяющимися зонами, в которых имеются места 22, требуемые для фиксации держателя 4 инжектора посредством винтов к верхнему металлическому листу варочной панели, не показано.
На держателе 4 инжектора расположен делитель 24 пламени, снабженный бородками 26, которые способствуют размещению и центровке последнего из упомянутого, относительно держателя инжектора.
Делитель 24 пламени имеет центральный участок 28, окруженный внешним кольцевым участком 30; в частности, основания указанных участков соединены вместе посредством бортика 32, с формированием дна кольцевой полости 34. Более подробно, делитель 24 пламени опирается на приподнятые участки 36 и 38, имеющиеся на держателе 4 инжектора, и состоящие из верхних продолжений боковых стенок, соответственно, двух внешних чаш 12 и 12', и центральной чаши 10. Таким образом, между делителем 24 пламени и держателем 4 инжектора имеются проходы для воздуха, завлекаемого над варочной панелью. В частности, первые прорези 40 предназначены для захода первичного воздуха 41 в две внешние чаши 12 и 12', а вторые прорези 42 предназначены для захода первичного воздуха 43 в центральную чашу 10; в дополнение, между дном делителя 24 пламени и держателем 4 инжектора имеются отверстия 44 для захода вторичного воздуха 45 в кольцевую полость 34 для центрального кольца 80 пламени, и для внутреннего кольца 82 пламени. В частности, отверстия 44 определяют соединительные проходы между кольцевой полостью 34 делителя пламени и пространством, окружающим горелку, над варочной панелью.
Центральный участок 28 делителя 24 пламени располагается в центре со сквозным вертикальным каналом 46, который обращен к инжектору 14, с расположением в центральной чаше 10, в форме усеченного конуса, сходящегося кверху. Он открывается в цилиндрическую распределительную камеру 48 с уменьшенной высотой.
Внешний кольцевой участок 30 делителя 24 пламени, вместо этого, снабжен двумя каналами 50, которые обращены к инжекторам 16 и 18, и заходят в кольцевую распределительную камеру 52, имеющуюся в самом кольцевом участке.
Центральный участок 28 делителя 24 пламени имеет, на своей верхней кромке, множество первых радиальных прорезей 64, при этом кольцевой участок 30 имеет множество вторых радиальных выемок 66 и 68, имеющихся, соответственно, на внешней верхней кромке 70, и на внутренней верхней кромке 72 кольцевой распределительной камеры 52.
Круглая крышка 74 покоится на центральном участке 28 делителя 24 пламени, и поверху охватывает прорези 64, при этом кольцевая крышка 76 покоится на кольцевом участке 30 и поверху описывает выемки 66 и 68.
Верхний конец каналов 50 Вентури выступает и появляется из основания 53 кольцевой распределительной камеры 52. Это дает преимущество в том, что при этом можно сделать вертикальные каналы Вентури достаточно длинными, чтобы достичь оптимального смешивания газа и первичного воздуха, при меньшей общей высоте горелки. В дополнение к этому аспекту, преимущество заключается еще и в том, что верхний конец каналов 50 Вентури располагается на уровне выше основания 53 кольцевой камеры 52, и это предотвращает попадание любой жидкости, которая может выплеснуться при приготовлении пищи из посуды, в кольцевую камеру 52, откуда она могла бы пройти дальше и закупорить инжектор и/или попасть во внутреннее пространство варочной панели и повредить электрические схемы или другие компоненты.
Нижний конец 60 каждого канала 50 находится на уровне немного выше, чем верхняя кромка 62 держателя 4 инжектора, это способствует втягиванию первичного воздуха для смешивания.
Два боковых канала 50 выполнены таким образом, что воздух и газ в потоке, который, оставив их, заходит в кольцевую распределительную камеру 52, уже практически полностью перемешаны. В частности, на выходе каждого бокового канала 50, высота кольцевой камеры 52 больше, чем половина радиуса бокового канала 50 на его верхнем конце.
Более подробно, каждый канал 50 представляет, в последовательности, сходящийся участок 54 в виде усеченного конуса, с диаметром на его нижнем конце между 11 и 12 мм, и служит для подачи воздуха и газа в практически цилиндрический промежуточный участок 56. Он имеет диаметр практически между 8 и 9 мм, и определяет ограничение, которое служит для ускорения смеси воздуха/газа; эта смесь затем заходит в расходящийся верхний участок 58 в виде усеченного конуса, с верхним диаметром практически между 10 и 11 мм, что заставляет смесь расширяться.
В дополнение, расстояние между верхним концом каналов 50 Вентури и нижней стороной кольцевой крышки 76 находится практически между 3 и 4 мм, предпочтительно примерно 3.5 мм; существенно, что проход между выпускной секцией каналов 50 Вентури, и впускной секцией кольцевой камеры 52 увеличивается таким образом, что смесь продолжает расширяться, без помех, в пределах самой кольцевой камеры.
В качестве преимущества, делитель 24 пламени снабжен центрующими элементами 78 для обеспечения однозначного положения кольцевой крышки 76 относительно кольцевого участка 30 делителя пламени.
Работа горелки, в соответствии с настоящим изобретением, понятна исходя из вышеизложенного описания.
В рабочем состоянии, управляющий одиночный выпускной клапан, не показан, открыт, и следовательно, газ достигает трех инжекторов 14, 16 и 18.
Газ, покидающий инжектор 14, затягивает, с верха варочной панели, поток первичного воздуха 43, который проходит через прорези 42, чтобы зайти в центральную чашу 10, и оттуда пропускается вдоль вертикального канала 46 в форме усеченного конуса, заставляя воздух и газ смешиваться. В частности, когда поток воздуха и газа достигает распределительной камеры 48, их смешивание уже завершено; смесь, сформированная таким образом, затем покидает центральный участок 28 через радиальные прорези 64 для вырабатывания центрального кольца 80 пламени.
Между тем, газ, который покидает инжекторы 16 и 18, затягивает, с верха варочной панели, поток первичного воздуха 41, который проходит через проходы 40, для захода в соответствующие чаши 12 и 12', а оттуда проходит по каналам 50, чтобы смешаться с газом. И опять, в этом случае, когда поток газа и первичного воздуха покидает верхний конец каналов 50 Вентури и входит в кольцевую распределительную камеру 52, их смешивание уже почти завершено; смесь, сформированная таким образом, затем покидает кольцевой участок 30 и через внутренние радиальные выемки 72, для выработки кольца 82 пламени, с направлением вовнутрь, и через внешние радиальные выемки 70, для выработки кольца 84 пламени, с направлением вовне.
Вторичный воздух 45 для поджигания и поддержки пламени, которое формирует центральное кольцо 80 и внутреннее кольцо 82, приходит с верха варочной панели и заходит в кольцевую полость 34 посредством отверстий 44, тогда как вторичный воздух для поджигания и поддержки пламени, которое формирует внешнее кольцо 84, приходит из среды, окружающей горелку 2.
Вариант осуществления, показанный на фигурах 5 и 6, представляет усовершенствованную газовую горелку 86, в соответствии с настоящим изобретением, в сдвоенной версии, то есть в такой версии, в которой кольца пламени питаются раздельно двумя источниками газа, которые регулируются независимо.
Она содержит все характеристики, описанные ранее со ссылкой на вариант осуществления, показанный на фигурах 1-4, за исключением того факта, что представлен держатель 88 инжектора, содержащий два впускных патрубка 90, 92 газа, с которыми ассоциируется традиционный двухканальный клапан (сдвоенный).
В частности, в горелке 86, иллюстрируемой в вариантах осуществления в соответствии с фигурами 5 и 6, верхний конец каналов 50 Вентури выступает и выходит из основания 53 кольцевой распределительной камеры 52. В дополнение, в горелке 86 два боковых канала 50 выполнены таким образом, что поток воздуха и газа, который из них выходит и поступает в кольцевую распределительную камеру 52, уже практически полностью перемешан. В частности, в горелке 86, на выходе бокового канала 50, высота кольцевой камеры 52 больше, чем половина радиуса бокового канала 50 на его верхнем конце.
Существенно, что уже описанное относительно конфигурации и размеров бокового канала 50, и расстояния между верхним концом таковых и нижней поверхностью внешней кольцевой крышки 76, также справедливо и для горелки 86.
Горелка 86 имеет первый впускной патрубок 90 газа, обращенный к первому каналу 94, с коммуникацией с боковыми инжекторами 16 и 18, и второй впускной патрубок 92 газа, обращенный ко второму каналу 96, с коммуникацией с центральным инжектором 14. Более подробно, первый канал 94 проходит вдоль диаметра указанного держателя 88 инжектора, при этом второй канал 96 имеет длину, практически равную половине указанного диаметра, с расположением перпендикулярно, и на уровне немного выше первого канала 94.
Работа горелки, показанной на фигурах 5 и 6, идентична таковой, уже описанной, с тем отличием, что в этой горелке, по ее функциональной конфигурации, может предполагаться два условия. В частности, когда двухканальный клапан заставляет газ течь в оба впускных патрубка 90 и 92, имеет место условие максимального потока, при котором все три инжектора 14, 16 и 18, питаются с целью вырабатывания одновременно всех трех колец пламени 82, 84 и 86. В противоположность, когда впускной клапан заставляет газ течь только в патрубок 92, имеет место условие минимального потока газа, при котором питается только центральный инжектор 6 центральной чаши 10 с тем, чтобы вырабатывать только центральное кольцо 80 пламени.
В варианте, возможном и для вышеописанного, и для проиллюстрированных вариантов осуществления, кольцевой участок 30 также может не иметь радиальных выемок 72; в таком случае не будет кольца 82 пламени с направлением вовнутрь, и будет только два кольца пламени, а именно центральное кольцо 80 пламени и кольцо 84 с пламенем, направленным вовне.
Из вышеуказанного очевидно, что усовершенствованная газовая горелка, в соответствии с настоящим изобретением, имеет преимущества перед традиционными горелками в том, что:
- поскольку она состоит только из четырех частей (держатель инжектора, делитель пламени и две закрывающих крышки), ее быстро и достаточно дешево производить; в частности, тот факт, что делитель пламени формируется единым куском, и тот факт, что закрывающая крышка кольцевого участка производится посредством холодного прессования листового металла, способствуют уменьшению общей стоимости производства горелки,
- первичный воздух забирается полностью с верха варочной панели,
- между центральным участком и внешним кольцевым участком имеется кольцевая полость - такая, которая позволяет выработку кольца внутреннего пламени правильной формы,
- продолжение вверх каналов Вентури за основание кольцевой камеры увеличивает длину, и таким образом, эффективность, каналов Вентури, без увеличения общей высоты горелки по вертикали, и в дополнение исключает возможные отрицательные воздействия на инжекторы и на пространство ниже варочной панели, возможные после разбрызгивания жидкости из посуды во время приготовления пищи.