ЭЛЕКТРОЗАПАЛЬНИК

Полезная модель относится к области энергетики и может использоваться для воспламенения топлива в топочных устройствах.
Известны электрозапальники, предназначенные для розжига различных топочных устройств, содержащие канал подачи рабочего топлива с установленными в нем электродами (например, RU 2400672 С1, 2010). В таких устройствах при подключении высокого электрического напряжения между электродами происходит искровой пробой, переходящий в дуговой разряд, который под действием, например, пылеуглеродного топлива из канала подачи перемещается на торцы электродов. Такие электрозапальники, однако, сложны по конструкции и неудобны в эксплуатации, что связано в том числе с необходимостью использования подачи в них газообразного или пылеуглеродного топлива.
Известно также устройство, которое содержит полый корпус из диэлектрического материала, на рабочем торце которого размещены штыревые рабочие электроды с образованием между ними электроискрового промежутка, а внутри полого корпуса размещены источник электропитания, пусковой узел, генератор импульсного напряжения, и связанный с рабочими электродами посредством подводящих проводников высоковольтный трансформатор (RU 2179294 С1, 2002) Основным назначением этого устройства является электрошоковая защита от нападения, но оно может использоваться и как электрозапальник. В этом устройстве формируется высоковольтное импульсное напряжение, инициирующее серию электрических разрядов между рабочими электродами с напряжением около 60 кВ. Это обеспечивает надежный розжиг многих видов топлива. Однако конструкция такого устройства не выдерживает длительной эксплуатации в агрессивных и горячих средах, свойственных топочным устройствам.
Известны и другие электрозапальники, основанные на воспламенении топлива, преимущественно газообразного, путем формировании электрических разрядов различными методами (например, SU 1636671 А1, 1989; RU 2023213 C1, 1994; RU 2044222 C1, 1995; US 3449638 A, 1968; US 6059479 A, 2000; EP 0930464 A2, 1999). Однако все они обладают недостаточной эффективностью в эксплуатации.
Из известных устройств наиболее близким к предложенному является электрозапальник, содержащий выполненный полым цилиндрический электрод, закрепленный в полом корпусе из диэлектрического материала, размещенный у рабочего торца цилиндрического электрода проволочный электрод с образованием между ним и цилиндрическим электродом электроискрового промежутка и соединенный с ними подводящими проводниками источник электропитания (SU 556282 А1, 1977). В этом электрозапальнике проволочный электрод выполнен Г-образным и образует искровой зазор с внешней поверхностью цилиндрического электрода. Цилиндрический электрод вставлен внутрь полого корпуса, который не имеет удлиненной части. Для возникновения искры между электродами служит источник электропитания в виде источника постоянного тока без дополнительных электрических узлов, например узла трансформации. В такой конструкции искра имеет единичный характер и не достигается высокая мощность искрообразования. В то же время существует возможность пробоя между нижней частью цилиндрического электрода и подводящим проводником противоположной полярности. Использование внешней поверхности цилиндрического электрода в качестве рабочей затрудняет эксплуатацию электрозапальника из-за ухудшения условий искрообразования при загрязнениях или попадании влаги. В целом это не позволяет обеспечить высокую эксплуатационную эффективность электрозапальника.
Задача, решаемая полезной модель, состоит в создании электрозапальника, лишенного недостатков прототипа. Технический результат, обеспечиваемый полезной моделью, заключается в повышении его эксплуатационной эффективности.
Это достигается тем, что в электрозапальнике, содержащем выполненный полым цилиндрический электрод, закрепленный в полом корпусе из диэлектрического материала, размещенный у рабочего торца цилиндрического электрода проволочный электрод с образованием между ним и цилиндрическим электродом электроискрового промежутка и соединенный с ними подводящими проводниками источник электропитания, электроискровой промежуток выполнен с обеспечением возможности образования электроискровых разрядов со стороны внутренней поверхности цилиндрического электрода, проволочный электрод выполнен в виде прямого штыря, закрепленного на продольной оси цилиндрического электрода в установленной у его рабочего торца заглушке из материала с высокими электроизолирующими свойствами, в электрозапальник введены соединенные между собой высоковольтный трансформатор, генератор импульсного напряжения и пусковой узел, размещенные вместе с источником электропитания в полом корпусе, а полый корпус выполнен с удлиненной частью длиной не менее длины цилиндрического электрода, который установлен на ее внешней поверхности. Полый корпус может быть выполнен герметичным. В качестве диэлектрического материала полого корпуса может быть выбран стеклопластик. В качестве материала заглушки может быть выбран фторопласт.Цилиндрический электрод может быть установлен на удлиненной части полого корпуса с натягом. В стенке цилиндрического электрода у его рабочего торца могут быть выполнены отверстия. Источник электропитания может быть выполнен в виде аккумулятора. Аккумулятор может быть снабжен размещенным вместе с ним в полом корпусе блоком зарядки. Каждый из подводящих проводников внутри полого корпуса может быть размещен в трубке из материала с высокими электроизолирующими свойствами. В качестве материала трубок может быть выбран фторопласт. Пусковой узел может быть снабжен пусковой кнопкой, размещенной на внешней боковой стороне полого корпуса.
Указанный технический результат обеспечивается всей совокупностью существенных признаков.
На фиг.1 показан внешний вид электрозапальника. На фиг.2 показана конструкция электрозапальника в разрезе.
Электрозапальник содержит полый корпус 1 из диэлектрического материала, преимущественно из стеклопластика. В нем закреплен выполненный полым цилиндрический электрод 2 и размещенный у рабочего торца цилиндрического электрода 2 проволочный электрод 3, выполненный в виде прямого штыря, закрепленного на продольной оси цилиндрического электрода 2 в установленной у его рабочего торца заглушке 4 из материала с высокими электроизолирующими свойствами, преимущественно фторопласта. Между цилиндрическим электродом 2 и проволочным электродом 3 образован электроискровой (воздушный) промежуток с обеспечением возможности образования электроискровых разрядов со стороны внутренней поверхности цилиндрического электрода 2. Цилиндрический электрод 2 может быть выполнен, например, из нержавеющей стали, а проволочный электрод, диаметром, например, 3-4 мм - из латуни. Расстояние между цилиндрическим электродом 2 и проволочным электродом 3 составляет, например, 6-15 мм. В полом корпусе 1 размещен источник 5 электропитания, который выполнен преимущественно в виде аккумулятора, например, с напряжением 9,6 В, который может быть снабжен блоком 6 зарядки, преимущественно размещенным также внутри полого корпуса 1. Электрозапальник содержит также соединенные между собой и размещенные внутри полого корпуса 1 вместе с источником 5 электропитания высоковольтный трансформатор 7, генератор 8 импульсного напряжения и пусковой узел 9, через которые осуществлена связь источника 5 электропитания посредством подводящих проводников 10 и 11 с цилиндрическим электродом 2 и проволочным электродом 3 соответственно. Каждый из подводящих проводников 10, 11 выполнен, например, в виде гибкого провода ПВФ в полихлорвиниловой изоляции и преимущественно размещен в трубке из материала с высокими электроизолирующими свойствами, например, фторопласта (на чертежах не показано). Пусковой узел 9 может быть преимущественно снабжен пусковой кнопкой 12, размещенной на наружной стороне полого корпуса 1. Полый корпус 1 выполнен с удлиненной частью 13, имеющей длину не меньшую, чем длина цилиндрического электрода 2, который установлен на ее внешней поверхности, преимущественно с натягом. Полый корпус 1 выполнен преимущественно герметичным, например, сплошным или из нескольких плотно соединенных частей. Герметичность обеспечивается за счет заглушки 4 и крышки 14, закрепленных в корпусе, например, посредством резьбовых соединений. У рабочего торца цилиндрического электрода 2 в его стенке преимущественно выполнены отверстия 15 в количестве, например, по меньшей мере одного, расположенные, например, по окружности.
Электрозапальник работает следующим образом. Электрозапальник подносят рабочим торцом цилиндрического электрода 2 в зону воспламенения топлива топочного устройства. При нажатии на пусковую кнопку 12 срабатывает электрическая и механическая части пускового узла 9, который обеспечивает подачу постоянного напряжения от источника 5 электропитания к генератору 8 импульсного напряжения, импульсные сигналы с выхода которого подаются на высоковольтный трансформатор 7. Импульсы высокого напряжения через подводящие проводники 10, 11 подводятся к цилиндрическому электроду 2 и проволочному электроду 3. В результате этого между цилиндрическим электродом 2 и проволочным электродом 3 возникают электрические разряды (в виде электрической дуги) с частотой следования, например, 50-200 Гц и длительностью разряда 10-1000 мкс. Электрическое напряжение возникновения разрядов может составлять 10-60 кВ. Электрические разряды длятся до тех пор, пока нажата пусковая кнопка 12. Непрерывный устойчивый цикл разрядов с высоким электрическим напряжением обеспечивает исключительно надежный розжиг различных видов топлив. При этом окружающая среда и загрязнения рабочей торцевой части электрозапальника не влияют на надежность розжига благодаря тому, что электрические разряды формируются внутри цилиндрического электрода 2. Отверстия 15 в стенке цилиндрического электрода 2 у его рабочего торца обеспечивают лучшее поступление топлива в область возникновения электрической дуги. Конструкция полого корпуса 1 с удлиненной частью 13, охватываемой цилиндрическим электродом 2, обеспечивает надежность электрозапальника и удобство в эксплуатации, а наряду с возможностью выполнения его герметичным - высокую долговечность. Конструктивные элементы электрозапальника, в том числе заглушка из материала с высокими электроизолирующими свойствами, выполнение полого корпуса 1 из стеклопластика, конструктивная изоляция подводящих проводников 10, 11 способствуют обеспечению условия электробезопасности для пользователя.
Пример реализации. Электрозапальник ЭЗАМ выполнен в автономном мобильном варианте исполнения с герметичным полым корпусом 1 из стеклопластика. Общая длина составляет 1160 мм, длина удлиненной части 13 составляет 200 мм, наибольший диаметр полого корпуса 1 составляет 52,5 мм. Масса - 0,9 кг. Напряжение разряда составляет 25 кВ. Электрозапальник надежно обеспечивает розжиг топочных устройств, без повторных включений и вне зависимости от окружающей среды и влияния состояния среды топочного устройства.
Электрозапальник, выполненный в соответствии с полезной моделью, обладает более высокой эксплуатационной эффективностью по сравнению с аналогичными известными. Он обеспечивает надежный розжиг в любых топочных устройствах вне зависимости от влияния агрессивных и горячих сред и состояния окружающей среды, он удобен в пользовании, имеет высокую конструктивную надежность, безопасен для пользователя.