УСОВЕРШЕНСТВОВАННАЯ ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА
IMPROVED GAS BURNER

Настоящее изобретение относится к усовершенствованной газовой горелке.
Известны газовые горелки с единым управлением и несколькими концентрическими кольцами пламени, т. е. горелки, где подачей газа управляют с помощью одного нажатия. Эти горелки, как правило, содержат чашу корпуса инжектора; рассекатель пламени, установленный на чашу корпуса инжектора и собранный из двух частей, соединенных вместе, чтобы сформировать внутреннюю центральную камеру и внешнюю кольцевую камеру; дисковидную крышку, закрывающую сверху центральную камеру рассекателя пламени; и кольцевую крышку, закрывающую сверху кольцевую камеру рассекателя пламени.
Таким образом, известные газовые горелки с несколькими концентрическими кольцами состоят в совокупности из пяти элементов, собранных вместе, поэтому стоимость их производства является довольно высокой.
Одна из известных конструкций горелок раскрыта, например, в патенте EP 797048, предлагаемая горелка состоит из пяти элементов: нижней чашеобразной опорной части, промежуточного цилиндрического элемента, верхней части, имеющей внутреннюю круглую камеру и внешнюю кольцевую камеру, и двух закрывающихся крышек для этих камер.
Для сокращения производственных издержек и уменьшения сложности сборки горелок предложены газовые горелки с несколькими кольцами пламени, состоящие из четырех или трех элементов.
Например, в патенте EP 2572141 раскрыта газовая горелка с несколькими кольцами пламени, содержащая корпус инжектора и рассекатель пламени, образующий внешнюю кольцевую камеру и внутреннюю круглую камеру, закрывающиеся сверху одной крышкой. Корпус инжектора содержит две чашеобразных опорных части и два вертикальных инжектора, расположенных в поперечной плоскости и примыкающих к двум вертикальным трубкам, инжекторы установлены внутри рассекателя пламени и сообщаются сверху с соответствующими арочными радиальными камерами, использующими эффект Вентури, установленными во внешней кольцевой камере. Кроме того, каждая арочная камера сообщается с внутренней камерой горелки через два радиальных канала.
Если говорить более подробно, в этой горелке трубка для подачи газа проходит в горизонтальном направлении под дном двух чаш вдоль линии их расположения, причем в горелке используются два вертикальных инжектора, подающих газ в обе арочные камеры. Однако тот факт, что один инжектор расположен на более близком расстоянии к газовпускному патрубку, чем другой, означает, что большая часть газа выходит из этого инжектора, куда в первую очередь попадает газ. Из этого следует, что большее количество газа достигает арочной камеры, питаемой от инжектора, расположенного ближе к газовпускному патрубку, поэтому соответствующие языки пламени, выходящие из отверстий указанной камеры более устойчивы по сравнению с языками пламени, выходящими из другой арочной камеры. По сути, в этой горелке образующиеся языки пламени неодинаковы и распределены неравномерно по всей окружности.
Кроме того, в этой известной конструкции горелки первичный воздух всегда втягивают и исключительно из пространства над кухонной конфоркой.
Одна цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить газовую горелку с тремя элементами и (или) в любом случае с меньшим количеством элементов.
Другая цель изобретения состоит в том, чтобы предложить газовую горелку с возможностью изготовления при очень низких производственных издержках.
Еще одна цель изобретения состоит в том, чтобы предложить газовую горелку, устанавливаемую предельно просто, быстро и безопасно.
Еще одна цель изобретения состоит в том, чтобы предложить газовую горелку, отличающуюся равномерным распределением пламени по всей длине.
Еще одна цель изобретения состоит в том, чтобы предложить газовую горелку, использующую чаши корпуса инжектора, где первичный воздух втягивается из пространства под кухонной конфоркой (такие широко распространены в некоторых странах, например, в Бразилии) или чаши корпуса инжектора, где первичный воздух втягивается из пространства над кухонной конфоркой (например, такие широко распространены в Европе и на Ближнем Востоке).
Эти и другие цели, которые будут понятны из последующего описания, достигаются в соответствии с настоящим изобретением газовой горелки, имеющей характеристики, заявленные в п. 1 формулы изобретения.
Далее настоящее изобретение раскрывается дополнительно посредством некоторых целесообразных вариантов его исполнения, приводимых в качестве примеров, не имеющих ограничительного характера, со ссылкой на прилагаемые чертежи, где:
на Фиг. 1 показан вид в аксонометрии с пространственным разделением деталей первого устройства горелки в соответствии с изобретением, если смотреть сверху;
на Фиг. 2 показан вид в аксонометрии с пространственным разделением деталей этой же горелки, если смотреть снизу;
на Фиг. 3 показан вертикальный разрез горелки в собранном виде;
на Фиг. 4 показано второе устройство горелки в том же виде, что и на Фиг. 1;
на Фиг. 5 показан вид в аксонометрии с пространственным разделением деталей устройства горелки, изображенного на Фиг. 4, если смотреть снизу;
на Фиг. 6 показан вертикальный разрез устройства, изображенного на Фиг. 4, в собранном виде;
на Фиг. 7 показан вид сверху рассекателя пламени горелки, изображенной на Фиг. 1-6;
на Фиг. 8 показан вид сверху крышки, подходящей для рассекателя пламени, изображенного на Фиг. 7;
на Фиг. 9 показан вид сверху другого варианта исполнения рассекателя пламени горелки в соответствии с изобретением;
на Фиг. 10 показан вид сверху крышки, подходящей для рассекателя пламени, изображенного на Фиг. 7 и Фиг. 9.
Как можно увидеть на чертежах, горелка 2 в соответствии с настоящим изобретением содержит рассекатель 4 пламени, устанавливаемый на корпус 6 инжектора, и крышку 8.
В частности, корпус 6 инжектора относится к традиционному типу и прикрепляется снизу к листовому металлу кухонной конфорки 10, на которой горелку прикрепляют винтами. Преимущество состоит в том, что корпус 6 инжектора может также подходить к другой горелке, ранее установленной на кухонную конфорку 10, таким образом, облегчая его установку для пользователя.
В соответствии с первый устройством, представленным на Фиг. 1-3, корпус 6 инжектора содержит колпачок 12, имеющий боковые отверстия 13 для впуска первичного воздуха, втягиваемого из пространства под кухонной конфоркой. Если говорить более подробно, боковая стенка колпачка 12 имеет фланец 14, выступающий наружу, чтобы прикреплять его снизу к листовому металлу кухонной конфорки 10. Кроме того, данная боковая стенка имеет удлинение над фланцем 14, образуя горловину 15, служащую для установки и крепления рассекателя 4 пламени.
Корпус 6 инжектора с колпачком 12 обладает определенным преимуществом, поскольку он имеет небольшой размер и компактен, и, кроме того, за счет втягивания первичного воздуха из пространства под кухонной конфоркой 10 для увеличения мощности горелки не требуется увеличения размеров.
В качестве альтернативного варианта, в соответствии со вторым устройством, представленным на Фиг. 4 и 6, корпус 6 инжектора имеет опору, выполненную в форме чаши 16, полностью закрытую как снизу, так и сбоку, и открытую сверху, где боковая стенка снабжена фланцем 14, выступающим наружу, чтобы прикреплять его снизу к краю отверстия, предусмотренного в листовом металле кухонной конфорки 10, для установки горелки.
Боковая стенка чаши 16 выходит за фланец 14, образуя выступающий обод 17, формируя элемент, на который устанавливают рассекатель 4 пламени. В частности, рассекатель 4 пламени устанавливают на корпус 6 инжектора таким образом, чтобы между ними сформировать канал, позволяющий впускать первичный воздух 19 в чашу 16 корпуса 6 инжектора вышеуказанной кухонной конфорки 10.
Корпус инжектора с чашей 16 обладает определенным преимуществом, заключающимся в том, что за счет втягивания первичного воздуха из пространства над вышеуказанной кухонной конфоркой 10 образование потока происходит практически незаметно; однако в этом случае, чтобы увеличить мощность горелки, необходимо увеличить размеры чаши.
В обоих описанных устройствах корпус 6 инжектора содержит канал 20 для подачи газа. Он проходит горизонтально ниже дна колпачка 12 или чаши 16 корпуса 6 инжектора, канал для подачи воздуха открыт с одного конца 21 для впуска воздуха и сообщается с вертикальным инжектором 22, привинченным в центре к основанию корпуса инжектора.
Оба вышеописанных устройства (т. е. как первое устройство, представленное на Фиг. 1-3, так и второе устройство, представленное на Фиг. 4-6), выполнены с возможностью неподвижной установки одного и того же рассекателя 4 пламени.
Рассекатель 4 пламени содержит внешнюю камеру 26 кольцевой формы и внутреннюю камеру 28 круглой формы, а между ними образуется по меньшей мере одна полость 29.
Трубка 30 выходит вниз из внутренней камеры 28 рассекателя 4 пламени и, если используется корпус инжектора с колпачком 12, ее вставляют в горловину 15 колпачка до тех пор, пока верхняя кромка горловины 15 не упрется в нижнюю поверхность 27 фланца, выполненного вокруг трубки 30. Если говорить более подробно, этот контакт между верхней кромкой горловины 15 и нижней поверхностью фланца 27, выполненного вокруг трубки 30 рассекателя 4 пламени, обеспечивает герметичное соединение, предотвращающее попадание первичного воздуха в колпачок 12 из пространства над кухонной конфоркой. В случае установки рассекателя 4 пламени на корпус 6 инжектора с колпачком 12 центровка обеспечивается путем вставки трубчатой части 30 рассекателя 4 пламени в горловину 15 корпуса 6 инжектора.
Кроме того, на нижней поверхности фланца 27 рассекателя 4 пламени предусмотрены фасонные выступы 23 вниз.
В противоположность этому, если используется корпус инжектора с чашей 16, эти выступы 23 входят в зацепление с углублениями 31, предусмотренными на внутренней поверхности боковой стенки чаши 16, таким образом, чтобы сформировать между рассекателем 4 пламени и чашей корпуса инжектора 6 отверстия для впуска первичного воздуха 19 в чашу 16 из пространства над кухонной конфоркой 10 (см. Фиг. 6). Соединение вышеуказанных фасонных выступов 23 и углублений 31 также облегчает центровку рассекателя 4 пламени относительно корпуса инжектора с чашей 16.
В обоих раскрытых устройствах способ установки рассекателя 4 пламени на корпус 6 инжектора (как с колпачком 12, так и с чашей 16) предполагает, что рассекатель пламени располагают на некотором расстоянии от листового металла 10 кухонной конфорки, чтобы сформировать проходы для вторичного воздуха 25, предназначенного для языков пламени, выходящих из полости 29 рассекателя 4 пламени.
В частности, внешняя кольцевая камера 26 рассекателя 4 пламени имеет внешнюю стенку 32, идущую вдоль цилиндрической поверхности, и внутреннюю стенку 34, отдельная часть которой расположена концентрически по отношению к внешней стенке 32, но затем она соединяется с частями, располагающимися радиально по отношению к цилиндрической стенке 35 внутренней камеры 28.
Преимущество состоит в том, что на нижней поверхности внешней кольцевой камеры 26 предусмотрены вторые фасонные выступы 39 для предотвращения смещения равновесия, неустойчивости или неправильного расположения рассекателя 4 пламени в случае непреднамеренных контактов с ним.
В первом варианте исполнения рассекателя 4 пламени (см. Фиг. 1, 4 и 7), внешняя кольцевая камера 26 рассекателя 4 пламени сообщается с внутренней камерой 28 через два радиальных канала 36 (выровненных диаметрально), разделяющих пространство между внешней кольцевой камерой 26 и внутренней круглой камерой 28 на две симметричные полости 29. Кроме того, внешняя кольцевая камера 26 разделена на два арочных сектора 39, отделенных один от другого двумя диаметрально противоположными проходами 41, образующими два канала внутреннего горения между внутренними полостями 29 рассекателя 4 пламени и внешней средой.
Во втором варианте исполнения рассекателя 4 пламени (см. Фиг. 9), внешняя кольцевая камера 26 сообщается с внутренней кольцевой камерой 28 через четыре радиальных канала 36 (выровненных под углом 90°), разделяющих пространство между внешней кольцевой камерой 26 и внутренней круглой камерой 28 на четыре одинаковые полости 29.
Кроме того, внешняя кольцевая камера 26 разделена на четыре сектора 39, отделенные один от другого четырьмя проходами 41, образующими четыре канала внутреннего горения.
В одном из вариантов исполнения, не показанном здесь, внешняя кольцевая камера 26 и внутренняя круглая камера 28 рассекателя 4 пламени сообщаются между собой посредством одного канала 36. В этом случае имеются одна полость 29, расположенная вокруг внутренней круглой камеры 28, и один канал 41 внутреннего горения.
Если говорить более подробно, в обоих представленных вариантах исполнения рассекателя 4 пламени внешняя кольцевая камера 26 и внутренняя круглая камера 28 ограничены одной непрерывной стенкой, расположенной по всей их длине за исключением частей, относящихся к радиальному каналу или каналам 36, со множеством отверстий для выхода первичной смеси газа (воздуха) и формирования по меньшей мере двух колец пламени. Эти отверстия соответственно включают в себя основные отверстия 42 и второстепенные отверстия 43 (см. Фиг. 1, 2, 4 и 5).
Предпочтительно, чтобы указанные отверстия 42 и 43 были выполнены во внешней стенке 32 внешней кольцевой камеры 26, чтобы сформировать первое кольцо направленных наружу языков пламени, во внутренней стенке 34 внешней кольцевой камеры 26, чтобы сформировать промежуточное второе кольцо пламени, выходящего в полость 29, и в боковой стенке 35 внутренней камеры 28, чтобы сформировать внутреннее третье кольцо пламени, также выходящее в полость 29.
В дополнительном варианте исполнения настоящего изобретения, не представленном здесь, могут быть получены только два кольца пламени, одно из них подпитывается через отверстия 42, 43, выполненные во внешней стенке 32 внешней кольцевой камеры 26, а другое - через отверстия 42, 43, выполненные во внутренней стенке 34 внешней кольцевой камеры или, в качестве альтернативного варианта, выполненные в боковой стенке 35 внутренней круглой камеры 28 рассекателя 4 пламени.
Трубка 30 рассекателя 4 пламени образует вертикальный канал 46, при этом его нижняя часть обращена к инжектору 22, установленному на корпусе 6 инжектора, а верхняя часть сообщается с радиальной камерой 47, использующей эффект Вентури, ограниченной вдоль окружности стенкой 35 внутренней камеры 28, снизу - основанием 49 и сверху - крышкой 8, а ее положение относительно рассекателя 4 пламени задается четырьмя центрирующими колышками 50, предусмотренными в нем.
Предпочтительно, чтобы между кольцевой стенкой 35 внутренней камеры 28 и верхним концом трубки 30 были предусмотрены изогнутые перегородки 37, образующие центральное отверстие для пропуска, чтобы сформировать дополнительные арочные камеры совместно с кольцевой стенкой 35. В частности, смесь, поступающая из трубки 30, попадает в дополнительные арочные камеры через отверстие для пропуска, сформированное в изогнутых перегородках 37, и выходит из них через отверстия 42, 43, выполненные в боковой стенке 35 внутренней круглой камеры 28 рассекателя 4 пламени. Таким образом, смесь, выходящая из трубки 30, замедляется для предотвращения разделения пламени и обеспечения большей устойчивости основного кольца пламени, подпитываемого через отверстия 42, 43, выполненные в кольцевой стенке 35 внутренней круглой камеры 28.
Крышка 8 выполнена как единое целое и имеет внешнюю кольцевую часть 52, внутреннюю дисковидную часть 54 и четыре фасонных радиальных части 56, предназначенных для соединения внешней части 52 и внутренней части 54, а также для того чтобы закрывать сверху каналы 36 и (или) проходы 41. В частности, в крышке, представленной на Фиг. 8, предназначенной для установки на рассекатель пламени, показанный на Фиг. 1, 4 и 7, для закрытия сверху двух каналов 36 рассекателя 4 пламени предусмотрены две радиальные соединительные части 56, выровненные диаметрально. В противоположность этому, в крышке, представленной на Фиг. 10 4, предусмотрены четыре фасонных радиальных соединительных части 56, расположенных под углом 90° одна относительно другой, чтобы закрывать сверху четыре канала 36; в частности, эта крышка 8 предназначена для установки на четырехканальный рассекатель пламени, изображенный на Фиг. 9, однако ее также можно использовать соответствующим образом в сочетании с двухканальным рассекателем пламени, изображенным на Фиг. 7 (см. Фиг. 1-6).
Если используется рассекатель 4 пламени с одним радиальным каналом 36, крышка 8 может содержать одну радиальную часть 56 для соединения внутренней дисковидной части 52 с внешней кольцевой частью 56, чтобы закрывать сверху указанный радиальный канал 36.
Горелка в соответствии с настоящим изобретением функционирует следующим образом.
Газ, поступающий через впускное отверстие 21 из трубки 20, выходит из инжектора 22 и попадает в вертикальную трубку 46 рассекателя 4 пламени, увлекая за собой первичный воздух. Первичный воздух может втягиваться из пространства под кухонной конфоркой 10 в случае корпуса 6 инжектора с колпачком 12 (см. Фиг. 1-3) или, в качестве альтернативного варианта, из пространства над кухонной конфоркой 10 в случае чашеобразного корпуса 6 инжектора по траектории, обозначенной стрелкой 19 на Фиг. 6.
Поток газа и первичного воздуха, начинающий смешиваться в вертикальной трубке 46, затем завершает свое смешивание в соответствующей радиальной камере 47 Вентури, ограниченной сверху внутренней дисковидной частью 54 крышки 8.
Смесь, полученная таким способом, может подпитывать внутреннее кольцо пламени, выходя из отверстий 42 во внутренней круглой камере 28. Кроме того, смесь проходит по каналам 36, закрытым сверху соединительными частями 56 крышки 8, достигая внешней кольцевой камеры 26 рассекателя 4 пламени, чтобы запитать внешнее кольцо пламени, а также промежуточное кольцо пламени, если таковое предусмотрено.
Корпус 6 инжектора соответственно содержит опорный рычаг 60 для запальной свечи 62.
Из вышеприведенного описания следует, что горелка в соответствии с настоящим изобретением имеет гораздо больше преимуществ по сравнению традиционными горелками с несколькими кольцами пламени, в частности:
- она состоит всего из трех элементов, а за счет цельной литой конструкции рассекателя пламени, не требующей вторичной технологической обработки, ее производство становится очень простым и экономичным;
- несмотря на то что крышка предназначена для горелки с двумя или тремя кольцами пламени, она также выполнена как единое целое, что также делает производство горелки очень простым и экономичным;
- горелка имеет радиальную смесительную камеру типа Вентури, позволяющую уменьшить общую высоту горелки;
- горелка имеет один инжектор, расположенный в центре корпуса инжектора, и это в сочетании с тем фактом, что радиальная камера, использующая эффект Вентури, расположена во внутренней круговой части рассекателя пламени, непосредственно примыкая к инжектору, означает, что в результате получают одну смесь, также равномерно распределенную внутри внешней кольцевой камеры рассекателя пламени, чтобы обеспечить формирование колец равномерного пламени вдоль соответствующих окружностей;
- это позволяет конструировать горелки, где один и тот же рассекатель пламени и одна и та же крышка могут использоваться как на корпусе инжектора с втягиванием первичного воздухом из пространства под кухонной конфоркой, так и на корпусе инжектора с втягиванием первичного воздуха из пространства над кухонной конфоркой, и, наконец, на уже существующих корпусах инжекторов стандартных размеров;
- конструкция из трех элементов (корпус инжектора, рассекатель пламени и крышка) собирается очень легко, быстро и интуитивно понятно.
В частности, горелка в соответствии с настоящим изобретением обладает преимуществами и отличается от традиционных горелок тем, что помимо того, что она состоит из трех элементов (корпус инжектора, рассекатель пламени и крышка), она в то же время обеспечивает равномерное и однородное распределение пламени по всей кольцевой области распространения пламени.