ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА ДЛЯ БЫТОВЫХ ГАЗОВЫХ ПЛИТ

Полезная модель относится к теплоэнергетике и может быть использована в качестве газогорелочного устройства для сжигания газообразного топлива, преимущественно в бытовых газовых плитах.
Из уровня техники широко известны различные горелочные устройства для газовых бытовых плит, например, «Горелки стола бытовых газовых плит» Пелипенко В.Н., доцент, к.т.н., профессор, Тольяттинский государственный университет, Россия, Материалы Международной научно-технической конференции «Теоретические основы теплогазоснабжения и вентиляции», 23÷25 ноября 2005, МГСУ. Анализ развития известных горелок небольшой производительности для бытовых газовых плит, проведенный автором, показывает в основном стремление увеличить полноту сгорания газа и повысить КПД горелки.
Известна газовая горелка по а.с. №673817, содержащая корпус с газовыпускными каналами. С целью повышения эффективности сжигания газа газовыпускные каналы расположены попарно наклонно один к другому, причем угол наклона между ними составляет 35÷40°. Эта горелка турбулизирует пограничный слой газовоздушной смеси на дне кухонной посуды и тем самым интенсифицирует теплоотдачу. Однако угол встречи струй в 35÷40° недостаточен для достижения высокой турбулентности в пограничных слоях посуды.
Известна также газовая горелка по а.с. №602744, содержащая корпус со смесителем и крышкой и снабженный огневыми отверстиями в боковых стенках. Внутри смесителя установлены вставки с отверстиями, примыкающими к огневым отверстиям, которые разделяют газовоздушный поток на два потока и перед выходом газовоздушной смеси в огневые отверстия эти два потока соударяются и за счет турбулизации происходит перемешивание газовоздушного потока, что способствует полному сгоранию газа и повышает КПД горелки.
Известна газовая горелка по патенту РФ №2351845, принятая за прототип, содержащая чашеобразный корпус, сопряженный с газовой форсункой, зубчатый венец с множеством пламенных каналов, расположенный сверху упомянутого корпуса, и верхнюю крышку, закрывающую горелку сверху. Кроме того, по меньшей мере, на части внешней поверхности зубчатого венца имеется окружная ступенька. Однако конструкция всех указанных горелок-аналогов не позволяет достичь высокой турбулентности в пограничных слоях посуды.
Задача настоящей полезной модели состоит в создании газогорелочного устройства для бытовых газовых плит, способного интенсифицировать теплообмен горячей газовоздушной смеси на дне кухонной посуды. Технический результат заключается в повышении эффективности сжигания газовоздушной смеси и повышении КПД горелки.
Заявленный технический результат достигается в газовой горелке для бытовых кухонных плит, содержащей смеситель с чашеобразным корпусом, сопряженный с газовой форсункой, зубчатый венец с множеством пламенных каналов, расположенный сверху упомянутого корпуса, и крышку, закрывающую зубчатый венец сверху. Кроме перечисленных признаков, по крайней мере, два пламенных канала, расположенные напротив друг друга, выполнены в виде прямоугольной щели и перекрыты пластиной, горизонтально выгнутой в виде арки в сторону поступающего потока газовоздушной смеси.
Сущность предлагаемого технического решения поясняется рисунками (фиг. 1, 2 и 3), на которых изображена газовая горелка в двух проекциях и отдельно арочный элемент горелки. В основу изобретения поставлена задача интенсифицировать теплообмен горячей газовоздушной смеси на дне кухонной посуды. Поставленная задача решается за счет того, что известная горелка, содержащая чашеобразный корпус 1 со смесителем 2, зубчатый венец 3, пламенные каналы 4 и крышку 5, видоизменена следующим образом. Известно, что пламенные каналы в обычных горелках образуются за счет чередования высоких и низких зубцов по внешнему контуру венца и имеют сечение близкое к квадратному. В заявленном решении прямоугольные отверстия 6 образуются за счет удлинения низких зубцов (по крайней мере, двух), расположенных напротив друг друга и перекрытых арочными элементами 7 со стороны набегающего газовоздушного потока, при этом на рисунке изображена горелка с двумя парами таких прямоугольных отверстий 6.
Получение указанного технического результата в заявленном решении основывается на следующем эмпирически обнаруженном эффекте. В результате проведенных нами исследований было установлено, что угол раскрытия течения из прямоугольного отверстия, перекрытого арочным элементом составляет 110÷120°, в то время как обычная струя имеет угол раскрытия в 24°. В результате развития высокотурбулентных течений горящего газа и продуктов сгорания по площади посуды интенсифицируется передача тепла от газа на дно нагреваемой посуды и, соответственно, в приготавливаемый продукт.
Работает предлагаемое устройство следующим образом. Смесь газа и инжектированного им воздуха поднимается в смеситель 2 и истекает через пламенные каналы 4 и отверстия прямоугольной формы 6, перекрытые арочными элементами 7 со стороны газовоздушной смеси. Газовоздушная смесь через пламенные каналы 4 истекает в виде обычной горящей турбулентной струи, истечение же из отверстий 6, перекрытых арочными элементами 7, происходит как автоколебательное, когда элементарная струя заходящая под арочный элемент с одной стороны поджимает встречную струю и проскальзывает по ней, выходит в окружающую среду. При этом открывается возможность выйти в окружающую среду поджатой струи. Амплитуда автоколебаний течения высока. Попеременное истечение струй из под арочного элемента генерирует интенсивность турбулентности на уровне 50÷60% (www.ru-effect.technology).
С точки зрения пользовательских эффектов использования заявленной горелки будет снижаться время нагрева жидкости или продукта, находящегося в посуде, и уменьшаться расход газа на нагрев, что в целом может быть определено как повышение КПД горелки.