Двухступенчатая горелка диффузионно-кинетическая
DUAL-STAGE DIFFUSION-KINETIC BURNER

Область техники, к которой относится изобретение
Изобретение относится к области энергетики, в частности к двухступенчатой горелке диффузионно-кинетической, и может быть использовано в производстве водогрейных и паровых котлах и котлах наружного размещения.
Уровень техники
Известна атмосферная газовая горелка, содержащая газовый регулятор, состоящий из блока регулирования, соединенного с датчиком температуры с помощью канала регулирования, блока контроля, соединенного с датчиком пламени, тяги каналом контроля, при этом она снабжена вторым газовым регулятором, состоящим из блока регулирования, соединенного с датчиками температуры воды и наружного воздуха, блока контроля, при этом второй газовый регулятор установлен с возможностью параллельного подключения полостей блоков контроля и датчика температуры наружного воздуха путем соединения с блоком регулирования второго газового регулятора, причем процентное соотношение подачи газа в горелку обоими регуляторами устанавливается кранами (см. пат. RU №2196939, МПК F24N 1/00, F24D 14/60, опубл. 20.01.2003 г.).
Недостатками данной горелки являются ограниченные функциональные возможности, а также большой расход газообразного топлива, невысокая надежность.
Известна двухступенчатая атмосферная комбинированная газовая горелка, содержащая газовые регуляторы первой и второй ступени, соединенные параллельно, каждый из которых состоит из блока контроля и регулирования, пусковой кнопки, мембраны с жестким центром, клапана с седлом, верхней полости, мембраны и двухпозиционной заслонки, дренажного сопла и сопла источника давления, дросселя с каналом, датчиков пламени, тяги и сетевого газа, двух кранов, горелки с запальником, топки, трех терморегуляторов с соответствующими датчиками терморегуляторов, переключателя с диафрагмой, при этом она дополнительно снабжена вентилятором с направляющим поддоном и автоматическими воздушными клапанами, электромагнитной катушкой, датчиком напряжения и микропереключателем, причем блок контроля и регулирования второго регулятора второй ступени соединен с полостью переключателя через диафрагму с возможностью обеспечения «включения-выключения» микропереключателя, последний соединен с электродвигателем вентилятора, причем полость переключателя соединена с датчиком напряжения, а вентилятор соединен с направляющим поддоном, расположенным под горелкой, при этом направляющий поддон содержит автоматические воздушные клапаны, свободно установленные на оси (см. пат. RU №2324113, МПК F23D 14/60, F23N 5/24, опубл. 10.05.2008 г.).
Недостатком данной горелки является невозможность ее использования в горизонтальных котлах наружного размещения с цилиндрической топкой из-за большой площади диффузионной части атмосферной горелки и необходимости поворота факела на 90° с целью соосного расположения факела с цилиндрической топкой котла, предназначенного для использования дутьевых горелок.
Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятая автором за прототип является горелка диффузионно-кинетическая, содержащая газопровод с газовым клапаном, соединенный с многофункциональным регулятором, шаровым краном, запальным устройством, газораспределительные трубки с отверстиями, конфузорно-диффузорные элементы, установленные над каждым отверстием, канальный вентилятор с воздуховодом, при этом горелка состоит из корпуса в виде панели, на которой установлены запальное устройство, газораспределительные трубки с отверстиями, конфузорно-диффузорные элементы, установленные над каждым отверстием, канальный вентилятор с воздуховодом, а диффузорная часть горелки установлена соосно с воздуховодом и канальным вентилятором, причем последний снабжен регулирующей шайбой, установленной на всасывающем патрубке оси (см. пат. RU №2596081, МПК F23D 14/04, F23N 5/24, опубл. 27.08.2016 г.).
Недостатком данной горелки является ее одноступенчатое исполнение, она работает по принципу включено-выключено, при этом при выключении горелки происходит потеря части тепла, удаляемого дымовой трубой в атмосферу, КПД котла снижается.
Раскрытие изобретения
Задачей предлагаемого изобретения является разработка двухступенчатой горелки диффузионно-кинетической (ДГД-К) для котла наружного размещения, обладающей удешевлением производства тепловой энергии за счет более качественного сжигания газа, исключением производства пусконаладочных работ с применением дорогостоящих приборов типа «Тесто», упрощением обслуживания газогорелочного устройства.
Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к удешевлению производства тепловой энергии, исключению производства пусконаладочных работ, упрощению обслуживания газогорелочного устройства.
Технический результат достигается с помощью двухступенчатой горелки диффузионно-кинетической, содержащей газопровод, канальный вентилятор, запальное устройство, газораспределитель, конфузорно-диффузорное устройство, при этом газопровод выполнен в виде двух параллельно расположенных ступеней, каждая из которых снабжена многофункциональным устройством, а электрическая схема канального вентилятора снабжена активным сопротивлением в виде лампочки накаливания с возможностью обеспечения двух режимов работы канального вентилятора по подаче воздуха для первой и обеих ступеней работы горелки.
Таким образом, технический результат достигается за счет того, что предлагаемая горелка использует двухступенчатую схему подачи газа и двухступенчатый режим работы канального вентилятора, обеспечивающего подачу различных объемов воздуха для работы первой и обеих ступеней горелки диффузионно-кинетической, при этом выдерживается заданное соотношение газ-воздух при работе первой и обеих ступеней, причем горелка работает в непрерывном режиме, включается и выключается только вторая ступень, что обеспечивает более экономное расходование газа по сравнению с одноступенчатым горением.
Краткое описание чертежей
На фиг. 1 дана двухступенчатая горелка диффузионно-кинетическая, общий вид сбоку, разрез.
На фиг. 2 - то же, вид сверху в разрезе.
На фиг. 3 - то же, электрическая схема управления горелкой.
Осуществление изобретения
Двухступенчатая горелка диффузионно-кинетическая состоит из панели 1, соединенной с канальным вентилятором 2 с помощью воздуховода 3, при этом канальный вентилятор 2 содержит датчик 4 давления воздуха с микропереключателем 5, а на панели 1 установлены диффузорно-конфузорное устройство 6, запальная горелка 7, также на панели 1 содержится газораспределитель 8, к которому присоединены газопроводы 9 и 10 первой и второй ступени соответственно, при этом газопровод 9 первой ступени содержит универсальное многофункциональное устройство 11 (см. ГОСТ Р 51983-2002 «Устройство многофункциональное регулирующее для газовых аппаратов») и шаровой кран 12, газопровод 10 второй ступени содержит универсальное многофункциональное устройство 13 и шаровой кран 14.
Электрическая схема горелки содержит автомат 15, электромагнитный клапан 16, электромагнитный клапан 17, канальный вентилятор 2, рабочий термостат 18, предельный термостат 19, контакт микропереключателя 5, датчика 4 давления воздуха и дополнительно установленное активное сопротивление в виде лампочки 20.
Двухступенчатая горелка диффузионно-кинетическая работает следующим образом.
Зажигают запальную горелку 7, включают автомат 15, при этом так как теплоноситель холодный, контакты рабочего и предельного термостатов 18 и 19, соответственно, замкнуты, замыкаются контакты электромагнитного клапана 16, начинает набирать обороты канальный вентилятор 2, соединенный с панелью 1 воздуховодом 3, газ поступает в универсальное многофункциональное устройство 11 первой ступени, открывают шаровой кран 12, по газопроводу 9 газ поступает в конфузорно-диффузорное устройство 6 по газораспределителю 8, загорается от запальной горелки 7 и начинает работать первая ступень горелки, при этом воздух на сгорание поступает от канального вентилятора 2 через воздуховод 3 через панель 1 в диффузорно-конфузорное устройство 6, где происходит его качественное смешение с газом, после того как канальный вентилятор 2 набрал полные обороты, замыкаются контакты микропереключателя 5 датчика 4 давления воздуха, замыкаются контакты электромагнитного клапана 17, газ поступает в универсальное многофункциональное устройство 13, открывают шаровой кран 14, газ по газопроводу 10 поступает в конфузорно-диффузорное устройство 6, начинают работать две ступени газопроводов 9 и 10 соответственно, при нагреве теплоносителя до температуры, установленной рабочим термостатом 18, размыкаются его контакты, загорается лампочка 20 накаливания, обороты канального вентилятора 2 уменьшаются, размыкаются контакты микропереключателя 5 датчика 4 давления воздуха, размыкаются контакты электромагнитного клапана 17, универсальное многофункциональное устройство 13 закрывается, продолжает работать только первая ступень двухступенчатой горелки, мощность горелки уменьшается, теплоноситель охлаждается, рабочий термостат 18 замыкает контакты, канальный вентилятор 2 увеличивает обороты, замыкаются контакты микропереключателя 5 датчика 4 давления воздуха, замыкаются контакты электромагнитного клапана 17, открывается универсальное многофункциональное устройство 13, автоматически включается в работу вторая ступень двухступенчатой горелки диффузионно-кинетической.
Таким образом, обеспечивается эффективная работа двухступенчатой горелки, включение и выключение второй ступени горелки происходит автоматически. При возникновении аварийной ситуации, например выходе из строя циркуляционного насоса (не показан) при выключенной второй ступени горелки, температура теплоносителя возрастает до установленной предельным термостатом 19, его контакты размыкаются, электрическая схема обесточивается, необходимо устранить неисправность и произвести повторный запуск двухступенчатой горелки диффузорно-кинетической оператором.
Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:
- удешевление производства тепловой энергии;
- исключение производства пусконаладочных работ;
- упрощение обслуживания газогорелочного устройства;
- повышение надежности работы горелки;
- повышение эффективности работы двухступенчатой горелки.