CS104091A2 - Burner - Google Patents

Description

Ίο 6 ¢-- 3/J -1-

komoru primární směsi s nejméně jedním vtokovým otvorem,spojeným s primárním potrubím pro zásobování směsí a nejménějeden primární výtokový otvor, který směřuje do prostoruobklopujícího hořák a jehož průměr je malý ve vztahuk průměru primárního potrubí pro zásobování směsí.

Dosavadní stav techniky

Hořáky tohoto typu jsou již často používány pro účelyvytápění. Známé hořáky věak mají vlastnost, Že při vysokýchspalovacích zátěžích (za jednotku času je spalováno velkémnožství směsi) se projeví ve spalované směsi vysokéspalovací teploty. Při těchto vysokých teplotách spalováníse tvoří vysoká množství kysličníků dusíku (NOx). Dále mají známé typy hořáků tu vlastnost, že jsounastavitelné pouze pro omezený rozsah zátěže. Proto muBÍ býtznámé hořáky, při užití ve vytápěcích soustavách, pravidelnězapínány a' zhasínány, aby byla teplota udržena v požadovanémrozsahu. Toto vede nejen k sníženi pohodlí uživatele, alei ke zvýšenému opotřebeni topného zařízení. Navíc jsou přikaždém zapnuti nebo vypnutí hořáku produkovány látky.Škodlivé pro životní prostředí.

Omezená nastavítelnost známých hořáků je způsobenaskutečností, že při zvySování výkonu hořáku zvySovánímdodávky směsi rychlost, kterou spalovaná směs opouštíprimárními vypouštěcími otvory, v určitém bodě překročírychlost spalování. Plamen je odfouknut a hořák zhasne.

Podstata vynálezu

Současný vynález měl proto za úkol poskytnout hořák sezdokonalenou přizpůsobíte1ností, než měly hořáky popsanévýše a ve kterém je v průběhu celého rozsahu zátěže -2- udržována relativné provedeno prostředky nízká spalovací teplota. Toto jepro stabilizování plamene podleuspořádány v blízkosti primárních vynálezu, která jsouvypouétěcích otvorů. Při použití prostředků pro stabilizování plamenev blízkosti vypouštěcího otvoru primární smááovací komory,stabilní spalování, která se taká může projevit vná honáku,může být udržováno přes velký rozsah zátáže. Jako výsledektoho, že průměr primárního vypouětěcího otvoru je relativnámalý vzhledem k průměru primárního vedení pro zásobovánísměsí, je při vysokých zátážích vyvinuta vysoká průtokovárychlost smási pro spálení. Tím má vájířovitý plamen vpředuŠiroce rozvinutý povrch, kde je teplota spalováni udržovánarelativná nízká ( řádová mezi 1000 až 1100°C ) a spalování je tak čistá. Stabilizační prostředky plamene udržujírychlost spalování nejméně v jednom bodu plamene v podstatěrovnou vypouétácí rychlosti spalovaná smási, takže plamenspočine v tomto bodá .Tento bod stabilizuje spalování vezbytku čela plamene.

Jestliže primární komora má nákolik vypouštácích oblastís primárními vypouětácími - otvory, uspořádanými do pravidelného obrazce a prostředky pro stabilizování plamenemají tvar pruhů vytvářejících vír, společná oddálujícíchvypouátácí oblasti, je tak jednoduááí vyrobit robustní hořákse zlepšenou regulovatelností.

Hořák je s výhodou vyroben z keramických materiálů.Keramické hořáky mají ve srovnánívláátá emise kysličníků dusíku je hořáků silná redukována. Izolační účinek keramického hořákuzpůsobuje udržení relativná nízké teploty. Izolační účinekkeramického materiálu dále chrání smás plynu a vzduchuv přívodním potrubí do hořáku od přehřátí. Toto je velmidůležitá, neboť při přehřátí dochází v zásobovacím potrubík disociaci smási s následnou tvorbou kysličníku dusíku. Při opatření keramického hořáku stabilizačními prostřed-ky plamene podle vynálezu je nevýhoda keramických hořáků,spočívající ve schopnosti hořáku pracovat v malém rozsahuzatížení, odstraněna.

Tyto a dalhí význaky hořáku podle vynálezu jsou objasně- s konvenčními ocelovýmipři použití keramických -3 ny v příkladu provedení a na připojených obrázcích.

Popis obrázkQ na výkresech

Obr. 1 zobrazuje částečný příčný řez prvního prováděníhořáku podle vynálezu v perspektivním pohledu, obr. 2 představuje detailní pohled na spalování ve směruŠipek II. při nízkém zatížení, obr. 3a 4 představují totéž, jako obr. 2, ale přivétSím zatížení, obr. 5 představuje první provedení hořáku podle vynálezu v modulovém uspořádání pro větěí výkon, obr. 6 představuje druhé provedení hořáku podle vynálezu, obr. 7 představuje částečný perspektivní řez třetíhoprovedení hořáku podle vynálezu, obr. 8 představuje -detail hořáku z obr.7 v příčnémřezu při vysokém zatížení, obr. 9 představuje příčný řez odpovídající obr. 8, alepři nízkém zatížení. Příklady Provedení vynálezu

Keramický hořák jL /obr. 1/ zahrnuje vedení pro zásobováníprimární směsí 2., kolem kterého je uspořádána prstencovákomora sekundární směsi tak, že stabilizuje plamen hořáku1, řečená komora je spojena s vedením pro zásobováníprimární směsi 2. p.omocí po obvodě oddělených radiálníchvedení pro zásobování sekundární směsí 4·Komora sekundárnísměsi 3. je spojena s prostředím, obklopujícím hořák 1_,pomocí sekundárních výtokových otvorů 5.. Vedení prozásobování primární směsí 2 je vyústěno do válcové komoryprimární směsi £, která je spojena s prostředím,obklopujícím hořák JL, pomocí množství po obvodě oddělených,radiálních primárních výtokových otvorů 7. -4 11 má v tomto případěnyní funkci tepelného

Komory primární a sekundární smési 6., 3. jsou vytvořeny dvěma soustřednými prstencovými tělesy 2,10. , která jsouumÍBtěny nad sebou do výšky. Při umístění několika těles 9,1_Q. nad sebou , způsobem znázorněným na obr 1. , je jednodušesestaven hořák s požadovanou kapacitou výkonu.

Směs plynu a vzduchu je dodávána vedením pro zásobováníprimární směsí 2. /obr, 2,3 a 4/, která se rozděluje přeskomoru sekundární směsi 3. / znázorněno šipkami S / a komorouprimární směsi 2 /znázorněno Šipkami P /. Při nízkémzatížení je rychlost proudění směsi relativně nízká ake spalování primárního toku směsi E dochází v primárníchvýtokových otvorech 7. Čelo plamene tvar oblouku. Keramický hořák má zářiče, ve kterém žhne keramický materiál, obklopujícíprimární výtokové otvory 7. Při zvýšení zátěže /obr. 3/ se zvýší rychlost prouděnía protože se nezvýšila rychlost spalování, přemístí sespalování vně hořáku 1. Čelo plamene 11 nyní spočívá navnějších okrajích hořáku 1 a má stále tvar oblouku. Při dalším zvyšování zátěže /obr.4/ se stále zvyšujerychlost proudění a dosáhne rychlosti spalování směsi vtakové míře, že by byl plamen odfouknut. Avšak díkypředehřívání primárního toku směsi £ pomocí sekundárníhotoku směsi £, vycházejícího z komory sekundární směsi 2,č Oaž vzroste rychlost spalování primárního toku směsi E anejméně v jednom bodě čela plamene 11 se stane v podstatěrovný výtokové rychlosti v tomto místě, takže se vytvořístabilní plamen. Díky vysoké rychlosti proudění primárníhotoku směsi £ v primárních výtokových otvorech 7 dostane čeloplamene 11 vějířovitý tvar. Protože vějířovitý tvar čelaplamene 11 má větší povrch než srovnatelný obloukovítý tvarčela plamene a spalování je tak rozprostřeno na daleko většíploše, je u vějířovitého čela plamene 11 nižší teplotaspalování než u obloukovitého, čímž je silně zredukovánatvorba kysličníku dusíku. Výkon keramického hořáku podle vynálezu může být dálezvýšen spojením několika pater prstencových těles se společným hlavním zásobovacím vedením 12 /obr.5/ . Hlavní sáBCibůvaci vedení 12 je opatřené injektorem 13, kterým je -5- vstřikován plyn G do hlavního zásobovacího vedení 1_2. takvysokou rychlostí, že je současně nasáván vzduch A , provytvoření Bměsi plynu a vzduchu.

Na obr. 6 je postačující provedení keramického hořákupro případ, kdy není předpokládána změna výkonu a není tudížpotřebné modulové uspořádání celého topného systému.Klínoví té provedení hlavního zásobovacího vedení 12zabezpečuje rozdělování eměsi plynu a vzduchu po celé délceétérbinového vedení pro zásobování primární směsi 2 hořáku 1- Ačkoliv jsou vedení pro zásobování sekundární směsí 4 navyobrazeních spojena se vedeními pro zásobování primárnísměsí 2> může být vedení pro zásobování sekundární směsí 4spojeno přímo se zdrojem hořlavé směsi nezávisle navedení pro zásobování primární směsí 2.· Tím je zajiéténostabilizování správné hořícího plamene za věech podmínek.

Alternativní provedení keramického hořáku podle vynálezupoužívá stabilizační prostředky plamene ve tvaru tzv. pásůvytvářejících vír, na obr.7 označeno vztahovou značkou 14· Vtomto provedení jsou komory primární směsi zakryty na svéhorní straně hořákovou deskou 15, která obsahuje množstvíprimárních výtokových otvorů 7. Primární výtokové otvoryjsou uspořádány v pravidelných obrazcích v několikaoddélených výtokových oblastech 15., které jsou oddáleny pásyvytvářejícími vír 14. Pásy vytvářející vír 14 tvoří zónyredukované rychlosti proudění mezi výtokovými oblastmi 16,ve kterých horká smés víří a zapaluje směs vytékajícívysokou rychlostí. Proto i při velkém zatížení existujímísta čela plamene 11 , ve kterých je rychlost spalování vpodstaté rovna výtokové rychlosti směsi. Plamen je tedyustaven v tomto místé a celé čelo plamene 11 je stabilizované.

Optimální vzor obrazce pásů vytvářejících vír 14 nahořákové desce 15 a vztah mezi výSkou pásů vytvářejících vír14, rozmérem výtokových oblastí 15 a průměrem jednotlivýchvýtokových otvorů 7 může být určen každým odborníkem,zabývajícím βθ problematikou hořáků, na základé jehozkuěeností. Je doporučeno zvolit nepravidelné obrazce pásůvytvářejících vír 14b aby bylo v co nejvétéí míře zabránénovýskytu resunanee. -6- Příklad provedení představuje pravoúhlou komoruprimární směsi £. Možné změny v rychlosti proudění směsiplynu a vzduchu způsobené jejím tvarem ztěží ovlivní výkonhořáku X, protože přítomnost pásů vytvářejících vír 14zajišťuje stabilitu Bpalování přes široký rozsah zátěže a ipro různé rychlosti proudění směsi.

Zobrazený hořák X je dále opatřen vyrovnávacím prstencem 17. uspořádaným kolem hořákové desky 15, pro udržení tokuhořící směsi, vytékající podél hran hořákové desky 15 vjejím obvodě. Pod dovnitř se rozšiřující částí vyrovnávacíhoprstence 17 je uspořádánavnější řada výtokových otvorů 7, zekterých vytéká směs proti vyrovnávacímu prstenci 17 a takopět vytváří vír pro stabilizování plamene. Mezivyrovnávacím prstencem 17 a hořákovou deskou X5 je šhůrovitýkoš 18 z keramického materiálu.

Bude oceněno , že vedle jmenovaných stabilizačníchprostředků mohou být použity i další prostředky prostabilizování spalování směsi, vytékající vysokou rychlostí.Například mohou být v určité vzdálenosti od primárníchvýtokových otvorů 7 uspořádány pásy chlazeného materiálu, nakterých je spalování stabilizováno. Je počítáno i s použitímrůzných kombinací zde diskutovaných stabilizačníchprostředků.

Claims (9)

1. P A T E N

   1. Hořák zahrnující vedení pro záBobování primární směsíhořlavého plynu a vzduchu, nejméně jednu komoru primárnísměsi s nejméně jedním vtokovým otvorem spojeným s vedenímpro zásobování primární směsí, kde průměr vtokového otvoruje řádově stejný s primárním výtokovým otvorem , směřujícímdo prostoru obklopujícího hořák a jehož průměr je vzhledemvedení pro zásobování se tím primární směsíže prostředky k průměrumalý, vyznačuj ícípro stabilizování plamene jsou uspořádány v blízkosti primárních výtokových otvorů /7/.
2. 2. Hořák podle bodu 1, vyznačující se tím ,že primární směšovací komora /6/ má několik výtokovýchoblastí s primárními výtokovými otvory /7/, uspořádanými vtěchto oblastech v pravidelných obrazcích, a že prostředkypro stabilizování plamene mají podobu pruhů vytvářejícíchvír /14/, oddělujících vzájemně jednotlivé výtokové oblasti.
3. 3. Hořák podle bodu 2, vyznačující se tím ,že pruhy vytvářející vír /14/ mají podobu nepravidelnýchobrazců na hořáková desce /15/ , zakrývající komoru primární směsi /5/.
4. 4. Hořák podle kteréhokoliv z bodů 1 až 3, vyznaču-jící se tím , že hořák /1/ je vyroben z keramickéhomateriálu.
5. 5. Hořák podle bodu 4, vyznačující se tím ,že prostředky pro stabilizování plamene jsou tvořeny nejménějednou komorou sekundární směsi /3/, která je spojenas nejméně jedním vedením pro zásobování sekundární směsí /4/ a která je spojenavýtokovým otvorem /5/ , s okolím hořáku nejméně jednímvycházejícím poblíž primárníchvýtokových otvorů /7/, když průměr vedení pro zásobovánísekundární směsí /4/ a sekundárního výtokoveho otvoru /5/ je -8- malý vzhledem k vedení pro zásobování primární směsí /2/.
6. 6. Hořák podle bodu 5, vyznačující se tím ,že vedení pro zásobování sekundární směsí /4/ je spojeno svedením pro zásobování primární směsi /2/.
7. 7. Hořák podle bodu 6, vyznačující setím ,že komora sekundární směsi /3/ je prstencovítá, uspořádanákolem vedení pro zásobování primární směsí /2/ a má několikpo obvodě oddělených radiálních vedení pro zásobovánísekundární směsí /4/ a že komora primární směsi /6/ jeumístěna po proudu za vedením pro zásobováním sekundárnísměsí /4/, má tvar válce soustředného s vedením prozásobování primární směsí /2/ a má několik po obvoděoddělených radiálních primárních výtokových otvorů /7/.
8. 8. Hořák podle bodu 7, vyznačující se tím ,že primární a sekundární komory /6,3/ jsou umístěny v řadáchkde každá komora primární směsi /6/ je umístěna ve směrutoku mezi následnými komorami sekundární směsi /3/ a máprůtokové otvory uspořádány naproti vtokovým otvorům .
9. 9. Hořák podle bodu 5,vyznačující se tím ,že vedení pro zásobování primární směsí /2/ jeŠtěrbinovítého tvaru, komora sekundární směsi /4/ jepodlouhlá a má několik vzájemně oddělených vedení prozásobování sekundární směsí /4/ a je uspořádána na nejménějedné straně vedení pro zásobování primární směsí /2/ a žekomora primární směsi /6/ je umístěna po proudu za vedenímpro zásobování sekundární směsí /4/, je podlouhlého tvaru amá několik vzájemně oddělených primárních výtokových otvorů /7/ .