CZ20002148A3 - Směąovací ventil - Google Patents
Směąovací ventil Download PDFInfo
- Publication number
- CZ20002148A3 CZ20002148A3 CZ20002148A CZ20002148A CZ20002148A3 CZ 20002148 A3 CZ20002148 A3 CZ 20002148A3 CZ 20002148 A CZ20002148 A CZ 20002148A CZ 20002148 A CZ20002148 A CZ 20002148A CZ 20002148 A3 CZ20002148 A3 CZ 20002148A3
- Authority
- CZ
- Czechia
- Prior art keywords
- valve
- gas
- inlet
- air
- throttle
- Prior art date
Links
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D14/00—Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
- F23D14/46—Details
- F23D14/62—Mixing devices; Mixing tubes
- F23D14/64—Mixing devices; Mixing tubes with injectors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/87571—Multiple inlet with single outlet
- Y10T137/87587—Combining by aspiration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Multiple-Way Valves (AREA)
- Regulation And Control Of Combustion (AREA)
- Lift Valve (AREA)
- Valve Housings (AREA)
- Gas Burners (AREA)
Description
Předkládaný vynález se týká směšovacího ventilu pro vzduch a plyn, Venturiho typu se znásobenou kapacitou. Přesněji se přitom předkládaný vynález týká vnitřních geometrických tvarů konstrukce pro trubicový směšovací ventil pro plyn a vzduch.
Dosavadní stav techniky
Předkládaný vynález se týká směšovacího ventilu plynu a vzduchu se znásobenou kapacitou, který zahrnuje konstrukci vnitřních geometrických tvarů pro trubicový směšovací ventil pro plyn a vzduch. Výstup z ventilu je spalován v následujícím spalovacím zařízení, jako je parní kotel.
Směšovací ventily pro vzduch a plyn podle dosavadního stavu techniky mají určité vstupní části pro směšování plynu a vzduchu při určitých kapacitách a tlakových spádech. Tyto části jsou obvykle konstruovány postupem pokusu a omylu. Při každém pokusu přitom jak vstupní tak i výstupní plastové části, namontované v hliníkovém tělesu, musí být vyrobeny a testovány, což způsobuje, že konstrukční proces je pomalý a nákladný. Navíc účinnost výsledného tvaru není vždy uspokoj ivá.
Většina z dosavadního stavu techniky, týkajícího se směšování plynu a vzduchu, se týká obecně plynových turbín a ne vstupů pro parní kotle. US patent č. 5,611,684 (Spielman) se týká obecně oblasti použití předkládaného vynálezu. V tomto patentu jsou předem míchány plynné palivo a spalovací
• ·
vzduch. V tomto patentu ale není žádný popis nějakého typu směšovacího ventilu.
US patent č. 5,257,499 (Leonard) používá ventil mezi přiváděcím prostředkem paliva a přiváděcím prostředkem 5 vzduchu tak že tok vzduchu je relativně konstantní ve velkem rozsahu průtokových rychlostí paliva. US patent č. 5,477,671 (Mowill) a US patent č. 5,572,862 (Mowill) oba popisují zařízení mající vstup a osu, přičemž vstup je operativně spojen se zdrojem stlačeného vzduchu pro definování průtokové cesty stlačeného vzduchu do vstupu. V podstatě tyto patenty popisují koncept použití zařízení odděleného od spalovací komory pro úplné smíchání paliva a vzduchu předem.
US patent č. 5,002,481 (Fórster) předem míchá topný olej prostřednictvím odpařování v páře a ne ve vzduchu. Odpařovací trubice druhé odpařovací části mají menší poloměr zakřivení než první, protože k odpařování dochází ve směrem dolů vedených spirálových trubkách. Výsledná směs je vypouštěna přímo do směšovacího prostoru.
2o US patent č. 4,845, 952 (Beebe) a US patent č.
4,966,001 (Beebe) rovněž využívá trubice pro směšování paliva prostřednictvím umístění těchto trubic do průtokové cesty vzduchu. Tyto patenty využívají před-směšovacího zařízení s násobnou Venturiho trubicí.
US patent č. 5,402,633 (Hu) popisuje před-směšovací plynovou trysku s podélnými tangenciálními vstupními štěrbinami. US patent č. 5,450,724 (Kesseli) využívá množství směšovacích kanálků, které jsou orientovány pro dodání vířivého pohybu smíchaného spalovacího vzduchu a paliva.
Nakonec US patent č. 5,140,820 (Booz) se týká karburačního • · · · systému pro malé motory, ale je uvedeno, že je použitelný ve větších motorech a dokonce v pomocných jednotkách pro výrobu elektřiny. Tento patent ale nepopisuje ventil. US patent č.
3,684,189 (Reed a kol.) popisuje kovovou špičku hořáku, která je přivařena ke standardní trubce. Nejsou zde předpokládány, žádné vyměnitelné části ani použití nastavitelných částí. Rovněž ani vstup ani výstup nemají uspořádání, které by mohlo být označeno jako dokonalejší vzhledem k předkládanému vynálezu.
Výrobce směšovacích ventilů plynu a vzduchu je postaven před množství zákazníků, kteří se značně odlišují, což vyžaduje zakázkovou výrobu pro mnoho parních kotlů obsluhovaných výrobcem ventilů. S množstvím výrobců parních kotlů a s téměř neomezeným počtem aplikací pro parní kotle je permutací konstrukcí ventilů rovněž nezměrně. Současně každý uživatel parního kotle vyžaduje maximální účinnost, minimální znečištění nebo minimum nespáleného paliva, minimální cenu a promptní, v podstatě okamžitou službu a odezvu na svoje požadavky na nové ventily.
Problémem, který existuje, je to, že v konstrukčním procesu pro výrobu směšovacích ventilů je důležitých mnoho faktorů. Před předkládaným vynálezem byly části ventilu konstruovány prostřednictvím postupů pokusu a omylu, které vedou na vysoké konstrukční náklady nebo méně než optimální 25 výsledky. Pro každý pokus musely být nově vyrobeny a testovány jak vstupní tak i výstupní části, které jsou vyráběny z plastu a jsou montovány do hliníkového tělesa. To způsobovalo, že konstrukční proces byl velmi pomalý a poměrně nákladný. Navíc účinnost vyvinutého tvaru nebyla vždy 30 uspokojivá pro mnoho odlišných koncových využití.
Směšovací ventily pro plyn a vzduch, založené na difuzním (Venturiho) principu, jsou využívány v množství systémů parních kotlů, zejména pro průmyslové parní kotle, které vyrábějí velká množství energie pro různé průmyslové procesy a aplikace. Velké množství charakteristik směšovacího ventilu musí být uvažováno během konstrukce ventilu. Je potřebné splnit požadavky na vypouštění vzduchu, vypouštění plynu, poměr objemů plynu a vzduchu pro různá zatížení ventilátorů, tlakový spád podél ventilu, modulační pásmo, maximální úhel výstupní části, a podobně.
Například v jedné průmyslové aplikaci, kde se vyrábí velké množství ventilů, může být tlakový spád v rozsahu od méně než 350 Pascalů do více než 550 Pascalů. Současně jsoupožadované kapacity vzduchu v rozsahu od 18 do· 66 metrů krychlových za hodinu (m3/h) a přidružené kapacity plynu pro tento rozsah průtoku vzduchu.
Bylo by velmi výhodné vytvořit obecný vnitřní tvar profilu pro směšovací ventil vzduchu a plynu, který by optimalizoval nejdůležitější charakteristiky ventilu pro skupinu ventilů. Tyto charakteristiky zahrnují podíl objemů plynu a vzduchu pro různá zatížení ventilátorů a modulační pásmo, přičemž tyto charakteristiky ve značné míře determinují celkovou účinnost ventilu.
Bylo by zároveň velmi výhodné pro daný obor, kdyby požadované kapacity plynu a vzduchu mohly být zajišťovány ventilem majícím určitý tvar profilu.pro optimální výsledky.
Další výhodou by také bylo, pokud by výstupní část ventilu byla uspořádána pro maximalizaci celkové činnosti ventilu.
ft ♦ ft · ft · ft · ft · ft
Další výhody budou zjevné z následujícího popisu.
Podstata vynálezu
Překvapivě bylo nyní zjištěno, že shora uvedené a 5 další cíle předkládaného vynálezu mohou být dosaženy následujícím způsobem. Přesněji předkládaný vynález navrhuje konstrukci vnitřního geometrického tvaru pro směšovací ventil plynu a vzduchu, typu Venturiho trubice. Výstup z ventilu je spalován v následujícím spalovacím zařízení, jako je parní ]_0 kotel. Ventil podle předkládaného vynálezu je zvolen pro činnost s takovým parním kotlem, nebo jiným spalovacím zařízením, určujícím rozsah průtokových rychlostí plynu a vzduchu pro' účinný provoz v pracovním rozsahu spalovacího kotle. Jakmile jsou tyto parametry zvoleny, je ventil sám ]_5 určen prostřednictvím postupu podle tohoto vynálezu.
-Předkládaný vynález se týká konstrukce vnitřního geometrického tvaru pro směšovací ventil plynu a vzduchu, který má tvar trubice. Tento vynález nejenže umožňuje dosáhnout optimální počítačově navržené účinnosti, ale rovněž
j.e použit, -pro umožnění integrace plastové vstupní části s hliníkovým tělesem, které je neměnné v širokém rozsahu různých kapacit a tlakových spádů ventilů. Vstupní část ventilu je vyrobena vytlačováním z vhodného plastového materiálu. Stejné kovové těleso ventilu je použito pro množství různých směšovacích ventilů prostřednictvím pouhé výměny relativně jednoduše vyráběných plastových částí zkonstruovaných pro určité směšovací parametry plynu a vzduchu.
Směšovací ventil plynu a vzduchu podle předkládaného , , vynálezu má nastavitelný vzduchový vstup, který ge upevnen « ·« 0 prostřednictvím nastavení poloměru škrtící klapky v pouštějící vzduch do směšovací části ventilu. Plynový vstup je rovněž nastaven na základě požadovaných provozních podmínek ventilu. Vnitřní geometrický tvar pro vedení toku vzduchu a plynu ve ventilu definuje tento tok. Vstupní část je vyrobena z trvalejší části tělesa, jako je část vyrobená z hliníku, a vyměnitelné formované části, vyrobené z plastu. První část tělesa má vstupní povrch vystředěný kolem centrální osy definované konkávním povrchem mající první 10 kruhový průřez. Vyměnitelná formovaná část má složený povrch definovaný kónickým povrchem majícím lineární průřez a dále definovaný částečně konvexním povrchem majícím druhý kruhový průřez tvořící škrtící klapku. Jak je uvedeno výše, směšovací ventil podle tohoto vynálezu funguje prostřednictvím nastavení poměru plynu a vzduchu s využitím principu difuzního (Venturiho) působení. Termíny konvexní’a konkávní, použité v tomto popisu, označují samozřejmě povrchy průřezu vzhledem k uvedené centrální ose.
Vyměnitelná výstupní část ventilu má složený výstupní
0 · povrch definovaný prvním kónickým povrchem procházejícím od shora zmiňovaného druhého kruhového průřezu první části tělesa k druhému konvexními povrchu na výstupní části, takže druhý konvexní povrch působí jako nálevkovitý povrch pro výstup z ventilu.
Na základně požadovaných charakteristik průtoku vzduchu a plynu a na základě požadavků parního kotel a systému, pro které je ventil určen, mohou být pro každou aplikaci ventilu optimalizovány specifika tohoto ventilu, jako je vzduchový otvor škrtící klapky (který určuje objem vzduchu a velikost plynového vstupu (která určuje objem plynu). Jedinou částí, která musí být nastavena pro dokončený ventil je vyměnitelná formovaná plastová část.
Pro úplnější pochopení vynálezu je níže uveden popis jeho příkladných provedení ve spojení s odkazy na připojené výkresy.
Přehled obrázků na výkresech
Obr.l znázorňuje schematický pohled v řezu, ilustrující ventil podle předkládaného vynálezu;
Obr. 2 znázorňuje schematický bokorys v řezu, ilustrující trubicový ventil podle předkládaného vynálezu;
Obr.3 znázorňuje zvětšený schematický pohled na vstupní část ventilu znázorněného na obr. 2;
Obr. 4 znázorňuje diagram vzduchové křivky, ilustrující vztah mezi tokem vzduchu a poloměrem škrtící klapky ventilu; a
Ω
Obr.5 znázorňuje diagram plynové křivky, ilustrující vztah mezi tokem plynu a velikostí plynové štěrbiny.
Příklady provedení vynálezu
Předkládaný vynález se týká vnitřního geometrického tvaru pro součást směšovacího ventilu plynu a vzduchu. Ventil sám je založen na takovém principu a zahrnuje takovou konstrukci, že může být vyroben jednoduchým výrobním postupem při současném udržení požadovaných charakteristik ventilu.
·.·· 4»
--».qr . φ// 9 9 · · »r*· · 9 9 9
9 9 9 9 9
Směšovací ventil má určité požadované vlastnosti, pokud se týká vypouštění vzduchu, vypouštění plynu,’ objemových poměrů plynu a vzduchu pro různá zatížení ventilátorů, tlakových spádů podél ventilu, modulačního pásma a maximálního úhlu výstupní částí. Pro výhodná provedení, popisovaná v tomto popisu, jsou výhodné tlakové spády 350,
450 respektive 550 Pascalů'. Kapacity vzduchu jsou v rozsahu 18 až 66 .metrů krychlových za hodinu (m3/h), přičemž tyto kapacity jsou sdruženy s odpovídajícími kapacitami plynu.
Samozřejmě, že jiné rozsahy tlakového spádu a. kapacity vzduchu budou* zvoleny pro jiné parní kotle, ventilátory a systémové proměnné.
Při vzetí do úvahy potřebných specifikací je obecný profil vnitřního tvaru zkonstruován tak, aby bylo dosaženo nejdůležitějších charakteristik ventilu, kterými jsou objemové poměry plynu a vzduchu pro různá zatížení’ ventilátorů a modulační pásmo, přičemž tyto charakteristiky v podstatné míře určují celkovou účinnost ventilu.
Obr. 1 ilustruje část integrovaného bezpečnostního systému pro řízení plynu a vzduchu s ventilátorem, přičemž tento systém zahrnuje ventil 10 obecně mající vstup 11, vypouštěcí konec 13, který přivádí vhodnou směs vzduchu a plynu do parního kotle nebo jiného spalovacího systému (není znázorněn) v optimálních množstvích. Vstup 11 obsahuje 25 kovovou část 15 a vyměnitelné,'plastové formované části 17 a 23, které všechny budou podrobněji popsány níže. Kovová část 15 tvoří konkávní povrch 19. Formovaná část 23 tvoří konvexní povrch 21 tvořící část škrtící klapky 23. Formovaná část 17 lícuje mezi povrchy 19 a 21.
| • 0 · « 0 0 | 0 00 | 0 0 | 0 · |
| • · · | • 0 0 0 | * 1 | 0 |
| 0 · | 0*0 | 0 · | 0 |
| 0 0 0 | 0 0 0 | 0 0 | 0 |
| • · 0 · · · | • · 0 · · | 0'· | • 0 |
Vypouštěcí konec 23 zahrnuje kónický povrch 25 procházející od prvního konvexního povrchu 21 ke druhému konvexnímu povrchu 27 u výstupního konce 29 vypouštěcího konce 13. Zbývající částí ventilu 10 je běžná jednotka 30 přívodu plynu pro přivádění plynu k plynovému vstupu, který je popsán níže a který je řízen škrtící klapkou 23.
Na obr. 2 a obr. 3 jsou znázorněny pracovní části ventilu 10. Ventil 10 je centrován kolem osy 31. První konkávní povrch 19 tvoří první povrch, se kterým se střetává vstupní vzduch vstupující ve směru šipky 33 na obr. 2. Povrch je úsek kruhu, mající střed v bodě 02 a definující oblouk mezi body Pl a P2 a přímou část mezi body P2 a P3. V předkládaném provedení byla velikost oblouku vypočítána . přibližně 80 °.
Podobně první konvexní povrch 21 je úsek kruhu, mající střed v bodě 01 a definující oblouk mezi body Sl a S2. V předkládaném byla velikost oblouku vypočítána přibližně 70°. Oblast.mezi body P3 a Sl je kónický povrch 25 formované části 17. Zakřivený konvexní povrch 21 je rovněž vně škrtící klapky 23, přičemž škrtící klapka 23 je posunutelná pro změnu plynové vstupní štěrbiny 35, což je mezera mezi škrtící klapkou 23 a kónickým povrchem 25, pro umožnění plynu vstupovat prostřednictvím sil ve směru šipky 33 na obr. 3.
f
Plynová štěrbina S je vzdálenost mezi body S3 a S4., jak je 25 znázorněno na obr. 3.
Pro většinu aplikací může být kovová část 15 standardizována, jakmile již byly stanoveny parametry systému parního kotle. Jedinou proměnnou pro celou skupinu ventilů by
3q pak byly formované plastové části 17., 23., 25 a 27 . Kónický povrch 25 j e v určitém úhlu vzhledem k ose 31 ventilu. Pro
···· 4 4 ··· ί· ·· ··
4 «♦ předkládané provedení svírá povrch 25 s osou 31 úhel o - velikosti přibližně 42°.
Samozřejmě, že pro podstatě odlišné pracovní systémy, odlišné parní kotle a odlišné okolnosti, by byly dostupné odlišné úplné skupiny ventilů.
Následujícím krokem je jemné vyladění konstrukce pro -požadované kapacity vzduchu a plynu. Jak bylo znázorněno, tvar profilu vstupní části je kombinací dvou kruhových povrchů a jednoho válcového povrchu, zatímco výstupní část je kombinací jednoho kónického povrchu a dalšího povrchu, který je popsán bodově a vyhlazen pásky. Obr. 2 a obr. 3 jsou typickými asymetrickými schématy vyvinutými pro výhodné provedení, přičemž současně jsou ale tato schémata společná pro jakoukoliv konstrukci v rozsahu předkládaného vynálezu..
Jedním podstatným důvodem proč vyměnitelné části musí být měněny pro optimalizaci konstrukce je to, že plyn a vzduch nejsou všude vždy stejné a dokonce přesně stejný parní kotel nebude potřebovat stejný průtok,.. když se kvalita plynu nebo vzduchu změní. Například nízko-výhřevný plyn může být použit při poměrech plynu ku vzduchu například 1:10 nebo 1:12, zatímco vysoce-výhřevný plyn může vyžadovat poměr plynu ku vzduchu pouze 1:15 nebo dokonce větší podíl vzduchu. To platí proto, že pro stejný tepelný výstup je potřeba méně vysoce-výhřevného plynu. Kvalita plynu se může měnit dokonce během kalendářního roku v dané lokalitě v důsledku změn počasí, při různých dodavatelích nebo v důsledku jiných faktorů. Vše, co je potřebné, je vyměnit formované části 17, 23, 25 a 27 pro nastavení kónického povrchu 25 a tudíž úhlu povrchu podél osy 31, což má dále modifikační účinek na síly ·· ta « : i:
1» ·· · v plynovém vstupu 35, aby se tak dosáhlo jednotného tepelného výstupu.
V současnosti není možné vypočítat přesnou dynamiku pro před-míchání vzduchu a plynu.v těchto systémech využívajících ventily pro dosažení optimálního poměru plynu a vzduchu. U některých typů parních kotlů se množství směsi vtahované do systému bude měnit, vzhledem k. potřebám procesu a podobně, takže ventilátor bude pracovat při různých rychlostech a kapacitách. Ventil tudíž musí být rovněž proměnný (nastavitelný), aby byl zajištěn konstantní poměr plynu a vzduchu. To je dosaženo nastavováním vzduchového toku prostřednictvím poloměru 37 škrtící klapky, jak je znázorněno na obr. 2, a plynové štěrbiny 35, jak je znázorněno na obr·;.
3.
Tyto dvě proměnné j sou určeny z řady křivek, znázorněných na obr. 4 a obr. 5, a vypočítány s využitím počítačově generovaných dat.
Konstrukce vstupní části směšovacího ventilu je klíčovým znakem. FLUENT je softwarový balík pro výpočet dynamiky tekutin, který je používán při konstruování vstupní části ventilu, tento software zajišťuje analýzu a vizualizaci charakteristik toku plynu a vzduchu. FLUENT je vytvořen firmou Fluent, lne. se sídlem v Centerra Resource Park, Lebanon, New Hampshire. Verzí použitou pro výpočty v předkládaném vynálezu byla verze FLUENT 4.25. FLUENT je softwarový balík pro simulaci toku tekutiny/plynu při různých uspořádáních geometrie systému. Tento software umožňuje fyzikální modelování. Jiný simulační software pro toky tekutin by poskytoval stejné výsledky, protože vypočítávánou » « v
hodnotou je požadovaný tok vzduchu a plynu pro nej účinnější úplné spalování.
Aby bylo možné simulovat tok vzduchu a plynu uvnitř ventilu, je třeba zadat mnoho dalších hodnot jako vstupních hodnot do programu, jako je FLUENT. Tyto hodnoty zahrnují: hustoty směsi vzduchu a plynu, binární difúzní koeficienty, drsnost stěn, teploty vzduchu a plynu a mnoho dalších hodnot, které jsou nastaveny v programu. Jakýkoliv jiný simulační software pro toky tekutin by ale samozřejmě poskytoval stejné výsledky. —
Výsledné hodnoty, které byly použity pro generování shora zmiňovaných závislostí byly tok [m3/h], geometrické hodnoty poloměru škrtící klapky a plynové štěrbiny [mm] a tlakový spád [Pa]. Výsledné křivky, znázorněné na obr. 4 a obr. 5, jsou výsledkem programu Excel® firmy Microsoft, což je software spouštěný na osobním počítači PC - představují pouze výkonovou regresi. Software FLUENT byl použit pro modelování a simulaci toku plynu a vzduchu uvnitř ventilu, ale jakýkoliv jiný software tohoto typu by samozřejmě dosáhl stejných výsledků.
Na základě simulace softwarem FLUENT může být uveden jeden analytický popis ventilu ve formě dvou křivek. Obr. 4 znázorňuje první křivku, která popisuje závislost poloměru škrtící klapky ventilu na kapacitě vzduchu (to jest vzduchová křivka znázorněná na obr. 4). Druhá křivka indikuje rozměr plynové štěrbiny pro daný průtok plynu (to jest plynová křivka znázorněná na obr. 5). Vzduchová křivka je společná pro celý rozsah kapacit a tlakových spádů. Plynová křivka se mění mírně podle daného tlakového spádu a může být určena pro každý charakteristický tlakový spád nebo alternativně pro φ φφ φφ φ φ φφφ 'φ φ φ
φ.. φ φ ί
ΦΦ φφφφ • φ φ φφφ φφφφ φ» φ φ φ φ φ φ ·· několik zvolených sousedních tlakových spádů (například při hodnotách 350, 450 a 550 Pascalů), jejichž další charakteristiky jsou určeny z interpolovaných hodnot mezi nimi.
Softwarový program, jako je FLUENT nebo jiný podobný program, je zadáván s informací týkající se geometrie ventilu a rovněž požadovaného toku vzduchu .(vypouštění) [m3/h] , toku plynu (vpouštění) [m3/h], tlakového spádu na ventilu [Pa], poloměru škrtící klapky [mm], a šířky plynové štěrbiny [mm].
Jak.může být patrné na obr. 4, byla vytvořena křivka - 41 přes rozsah toku vzduchu v m3/h od .přibližně . 10 do 66 m3/h a extrapolována ke koncům křivky 41, jak je znázorněno. Tok vzduchu je vynesen proti potřebnému poloměru škrtící klapky ventilu pro dosažení požadovaného toku vzduchu. Data 15 vytvořená pro obr. 4 jsou pro předepsaný tlakový spád o hodnotě 450 Pascalů, protože tato hodnota byla rovněž považována za ideální pro daný použitý systém. Nyní se zvolí požadovaný tok vzduchu pro určení specifického poloměru škrtící klapky, který bude poskytovat optimální činnost.
Tato vzduchová křivka je společná pro celý rozsah kapacit a tlakových spádů pro uvažovaný systém. Software vytvoří podobnou křivku pro jakýkoliv systém v jakémkoliv rozsahu požadovaného toku vzduchu a tudíž je obr. 4 potřebný pro optimalizaci předkládaného vynálezu.
Plynová křivka, znázorněná na obr. 5, se mění s daným tlakovým spádem a musí být určována (prostřednictvím softwaru) pro každý určitý případ samostatně nebo alternativně pro alespoň dva zvolené sousední tlakové spády.
v uvažovaném případě byly použity hodnoty 350 a 550 Pascalů a
9 9 9 9 9 9
9 99 9 9 9 9 byla získána křivka 43 prostřednictvím interpolace mezi těmito dvěma hodnotami pro získání křivky při tlakovém spádu 450 Pascalů. Nyní se zvolí požadovaný tok plynu pro získání požadované velikosti plynové štěrbiny, která vytvoří optimální činnost.
Výhodou předkládaného vynálezu je to, že eliminuje postup pokusu a omylu podle dosavadního stavu techniky. Pro každý pokus bylo nudné nově vyrobit jak vstupní tak výstupní plastové části, namontované v hliníkovém tělese. Tento
1θ požadavek způsoboval, že konstrukční proces samotný byl velmi pomalý a nákladný. Horší však bylo to, že účinnost vyvinutého tvaru nebyla vždy uspokojivá. Nyní, při použití předkládaného vynálezu, je možné dosáhnout optimální počítačově navržené; účinnosti a dosáhnout integrace vstupní části s hliníkovým tělesem, které se nemění v celém zamýšleném výrobním rozsahu pro různé kapacity a tlakové spády ventilů.
Optimalizovaný směšovací ventil pro vzduch a plyn na .·· základě shora uvedeného přístupu byl ověřen prostřednictvím experimentálních údajů zjištěných na vyvinutém prototypu konstrukce ventilu z hodnot určených počítačem. Tato na prototypu shromážděná experimentální data potvrdila počítačem předpovězené hodnoty. Výhodou tohoto přístupu je to, že výrobce je schopen reagovat velmi promptně na různé požadavky zákazníka.
Ačkoliv byla popsána a ilustrována určitá provedení předkládaného vynálezu, výše uvedený popis není určen pro omezení rozsahu vynálezu určeného připojenými pa-tentovými
Claims (6)
1. Směšovací ventil pro plyn a vzduch, který využívá trubici, vyznačující se tím, že zahrnuje:
škrtící klapku (23) pro nastavitelné řízení -množství plynu přiváděného do uvedené trubice z plynového vstupu;
ventil (10) mající centrální osu (31) a vnitřní geometrický tvar pro vedení toku.vzduchu a plynu, přičemž tento ventil má vzduchový vstup (11), vstupní část (19, 2.1) od vstupu k uvedené škrtící klapce, plynovou vstupní štěrbinu (S) v blízkosti uvedené škrtící klapky, a výstup (13) ;
uvedená vstupní část (19, 21) má první část (15) tělesa a vyměnitelnou formovanou část (17);
uvedená první část (15) tělesa má vstupní povrchu (19), vystředěný kolem uvedené- centrální osy (31) uvedeného ventilu, a je definována vzhledem k uvedené ose prostřednictvím konkávního povrchu (19) majícího první kruhový průřez (Q2) v uvedeném vzduchovém vstupu; přičemž uvedená vyměnitelná formovaná část je složena z kónického povrchu majícího lineární průřez (P3, Sl) a dále má konvexní povrch (21), přičemž uvedený konvexní povrch (21) má druhý kruhový průřez (27) k druhému konvexnímu povrchu (29) v uvedeném výstupu.
2. Ventil podle nároku 1, vyznačující se tím, že škrtící klapka má poloměr vzhledem k uvedené centrální ose uvedeného ventilu definovaný vztahem mezi požadovaným tokem vzduchu a poloměrem pro určitý tlakový spád.
3. Ventil podle nároku 2, vyznačující se tím, že uvedený vztah je určen počítačovou simulací s využitím parametrů systému, pro který má být ventil použit.
φφ φ φ
Φ 'Φ Φ 4
Φ Φ Φ 1 φφ φφφφ ► φ φ φ φ φφ φφφ φφ
4. Ventil podle nároku 2, vyznačující se tím, že uvedená plynová štěrbina má tloušťku vzhledem k požadovanému toku plynu definovanou vztahem mezi požadovaným tokem plynu a plynovou štěrbinou pro určitý tlakový spád.
5 . „ . ,
5. Ventil podle nároku 4, vyznacujxci se tím, ze uvedeny vztah je určen počítačovou simulací s využitím parametrů systému, pro který má být ventil použit.
6. Ventil podle nároku 1, vyznačující se tím, že uvedená 10 část tělesa je hliníková a uvedená formovaná část je plastová.
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/987,335 US5971026A (en) | 1997-12-09 | 1997-12-09 | Internal geometry shape design for venturi tube-like gas-air mixing valve |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CZ20002148A3 true CZ20002148A3 (cs) | 2001-11-14 |
Family
ID=25533192
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CZ20002148A CZ20002148A3 (cs) | 1997-12-09 | 1998-11-23 | Směąovací ventil |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5971026A (cs) |
| EP (1) | EP1055085B1 (cs) |
| JP (1) | JP2001526372A (cs) |
| CA (1) | CA2305145C (cs) |
| CZ (1) | CZ20002148A3 (cs) |
| DE (1) | DE69803229T2 (cs) |
| WO (1) | WO1999030081A1 (cs) |
Families Citing this family (20)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6963155B1 (en) | 1997-04-24 | 2005-11-08 | Mitsubishi Denki Kabushiki Kaisha | Film acoustic wave device, manufacturing method and circuit device |
| US6741899B1 (en) | 2000-02-07 | 2004-05-25 | Visteon Global Tech., Inc. | System and method for designing a component |
| US8246344B1 (en) * | 2003-07-29 | 2012-08-21 | Samuel Schrock | Gas lamp |
| JP4032031B2 (ja) * | 2004-02-23 | 2008-01-16 | 本田技研工業株式会社 | 燃料ガス製造装置 |
| DE102004016361B4 (de) | 2004-04-01 | 2006-07-06 | Cybio Ag | Optisches Analysenmessgerät für Fluoreszenzmessungen an Multiprobenträgern |
| US8342148B2 (en) * | 2006-01-20 | 2013-01-01 | Ford Global Technologies | Throttle valve for internal combustion engine |
| US7472885B2 (en) * | 2006-03-06 | 2009-01-06 | Honeywell International, Inc. | Compact, lightweight cabin pressure control system butterfly outflow valve with redundancy features |
| US7963265B2 (en) * | 2008-12-05 | 2011-06-21 | Moto Tassinari, Inc. | Tunable air intake system |
| DE102009048405A1 (de) * | 2009-10-06 | 2011-04-07 | Honeywell Technologies S.A.R.L. | Regeleinrichtung für Gasbrenner |
| DE102010010791A1 (de) * | 2010-03-09 | 2011-09-15 | Honeywell Technologies Sarl | Mischvorrichtung für einen Gasbrenner |
| KR101179750B1 (ko) * | 2010-12-15 | 2012-09-04 | 주식회사 경동나비엔 | 출력조절장치를 구비한 가스보일러 및 가스보일러의 출력조절방법 |
| DE102011014117A1 (de) * | 2011-03-15 | 2012-09-20 | Ebm-Papst Landshut Gmbh | Mischvorrichtung zur Mischung von Verbrennungsluft und Gas für ein Gasgerät |
| KR101259764B1 (ko) | 2012-02-15 | 2013-05-07 | 주식회사 경동나비엔 | 연소기기용 듀얼 벤츄리 |
| CN104275102A (zh) | 2013-07-02 | 2015-01-14 | 德昌电机(深圳)有限公司 | 文丘里混合器 |
| JP6488550B2 (ja) * | 2014-03-27 | 2019-03-27 | 三浦工業株式会社 | ボイラ |
| US9746176B2 (en) * | 2014-06-04 | 2017-08-29 | Lochinvar, Llc | Modulating burner with venturi damper |
| WO2017033747A1 (ja) * | 2015-08-24 | 2017-03-02 | 株式会社村田製作所 | 気体混合器、気体混合装置 |
| JP6634909B2 (ja) * | 2016-03-18 | 2020-01-22 | 三浦工業株式会社 | ベンチュリノズル及び該ベンチュリノズルを備える燃料供給装置 |
| CN106500100A (zh) * | 2016-12-29 | 2017-03-15 | 宁波方太厨具有限公司 | 一种引射管结构 |
| KR101956541B1 (ko) * | 2017-08-29 | 2019-06-24 | 린나이코리아 주식회사 | 가스보일러용 벤츄리장치 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1195915A (en) * | 1916-08-22 | Steam-jet | ||
| US2361150A (en) * | 1941-01-24 | 1944-10-24 | Mathieson Alkali Works Inc | Method and apparatus for admitting chlorine to a liquid stream |
| US2424654A (en) * | 1944-06-03 | 1947-07-29 | Lindberg Eng Co | Fluid mixing device |
| US2953160A (en) * | 1958-08-20 | 1960-09-20 | Akron Brass Mfg Co Inc | Bypass proportioner |
| DE1904014C3 (de) * | 1969-01-28 | 1974-06-20 | Noll Maschinenfabrik Gmbh, 4950 Minden | Vorrichtung zum kontinuierlichen Vereinigen von Getränkekomponenten in einstellbarem Mengenverhältnis |
| US3684189A (en) * | 1971-05-12 | 1972-08-15 | Zink Co John | Pressurized fuel burner |
| US4009988A (en) * | 1975-12-29 | 1977-03-01 | Lincoln Brass Works, Inc. | Gas valve and mixing tube assembly for gas burner |
| US5002481A (en) * | 1986-08-08 | 1991-03-26 | Forschungszentrum Julich Gmbh | Apparatus for generating a combustible gaseous mixture |
| US4845952A (en) * | 1987-10-23 | 1989-07-11 | General Electric Company | Multiple venturi tube gas fuel injector for catalytic combustor |
| US4966001A (en) * | 1987-10-23 | 1990-10-30 | General Electric Company | Multiple venturi tube gas fuel injector for catalytic combustor |
| AT395763B (de) * | 1989-04-13 | 1993-03-25 | Vaillant Gmbh | Atmosphaerischer brenner |
| US5140820A (en) * | 1990-11-14 | 1992-08-25 | Edward Booz | Carburetion and combustion system for gas turbine engines |
| US5257499A (en) * | 1991-09-23 | 1993-11-02 | General Electric Company | Air staged premixed dry low NOx combustor with venturi modulated flow split |
| US5307634A (en) * | 1992-02-26 | 1994-05-03 | United Technologies Corporation | Premix gas nozzle |
| US5377483A (en) * | 1993-07-07 | 1995-01-03 | Mowill; R. Jan | Process for single stage premixed constant fuel/air ratio combustion |
| US5572862A (en) * | 1993-07-07 | 1996-11-12 | Mowill Rolf Jan | Convectively cooled, single stage, fully premixed fuel/air combustor for gas turbine engine modules |
| US5450724A (en) * | 1993-08-27 | 1995-09-19 | Northern Research & Engineering Corporation | Gas turbine apparatus including fuel and air mixer |
| US5611684A (en) * | 1995-04-10 | 1997-03-18 | Eclipse, Inc. | Fuel-air mixing unit |
| JPH10227418A (ja) * | 1997-02-17 | 1998-08-25 | Harman Co Ltd | コンロ用ガスバーナ |
-
1997
- 1997-12-09 US US08/987,335 patent/US5971026A/en not_active Expired - Fee Related
-
1998
- 1998-11-23 EP EP98960420A patent/EP1055085B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1998-11-23 CA CA 2305145 patent/CA2305145C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-23 JP JP2000524611A patent/JP2001526372A/ja active Pending
- 1998-11-23 WO PCT/US1998/025057 patent/WO1999030081A1/en not_active Ceased
- 1998-11-23 DE DE69803229T patent/DE69803229T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-11-23 CZ CZ20002148A patent/CZ20002148A3/cs unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE69803229T2 (de) | 2002-08-22 |
| CA2305145C (en) | 2007-04-24 |
| CA2305145A1 (en) | 1999-06-17 |
| US5971026A (en) | 1999-10-26 |
| EP1055085B1 (en) | 2002-01-16 |
| DE69803229D1 (de) | 2002-02-21 |
| WO1999030081A1 (en) | 1999-06-17 |
| JP2001526372A (ja) | 2001-12-18 |
| EP1055085A1 (en) | 2000-11-29 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CZ20002148A3 (cs) | Směąovací ventil | |
| EP0616170B1 (en) | Apparatus and method for mixing gaseous fuel and air for combustion | |
| US20120006029A1 (en) | Air biasing system in a gas turbine combustor | |
| CN100432531C (zh) | 燃烧器 | |
| KR101965676B1 (ko) | 높은 주변부 안정성을 가진 버너 | |
| US9587854B2 (en) | Low NOx burner for a water heater | |
| GB2287312A (en) | Gas turbine combustion system | |
| CN107969144B (zh) | 具有流动分配部件的燃烧器 | |
| JP2010181143A (ja) | 燃料ノズルマニホルド | |
| EP2683985A1 (en) | Improved gas burner for premixed combustion | |
| JP5305084B2 (ja) | 燃焼装置 | |
| KR20060047385A (ko) | 노즐 | |
| US5983641A (en) | Tail pipe of gas turbine combustor and gas turbine combustor having the same tail pipe | |
| EP2501994B1 (en) | Flow control device | |
| US6960077B2 (en) | Low noise modular blade burner | |
| CN113819488B (zh) | 具有燃烧室空气旁路的燃气轮机的组件 | |
| CN211502774U (zh) | 一种分气结构、燃烧器和燃气热水器 | |
| RU2224954C2 (ru) | Топливовоздушная горелка камеры сгорания газотурбинного двигателя | |
| US20250237380A1 (en) | High Efficiency Low NOx Burner | |
| JP2025514510A (ja) | 防爆燃および防爆轟の表面燃焼ガスバーナー | |
| US12535216B1 (en) | Combustion section for a turbine engine | |
| EP0793058A2 (en) | Mixer tube assembly for fuel gas burner | |
| JP2010127540A (ja) | 燃焼装置 | |
| JPH08233216A (ja) | 燃焼装置 | |
| CN118856339A (zh) | 用于多种燃料的可调整燃烧器喷嘴 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD00 | Pending as of 2000-06-30 in czech republic |