CZ20002484A3 - Tubulární hořák - Google Patents

Description

Vynález se týká hořáku s Venturiho trubicí a prvky pro usměrnění proudu palivové směsi.

Dosavadní stav techniky

U hořáku opatřeného Venturiho trubicí je palivo do ústí trubice přiváděno určitou rychlostí a pod určitým tlakem. Tím je nasáván vzduch, tzv. primární, který se míchá s palivem a tato směs je vedena do štěrbin difuzéru hořáku.

Nerovnoměrný rozvod směsi vzduchu s palivem do štěrbin difuzéru hořáku způsobuje nerovnoměrné hoření plamene a jeho místní odtržení od plochy difuzéru, a to i během normálního provozu. V některých místech pak dochází k tomu, že plamen je zploštělý a způsobuje přehřátí povrchu difuzéru.

Venturiho trubice je k difuzéru upevněna na jednom konci, např. přivařením, zatímco druhý konec je volný. Trubice proto působí jako nosník upevněný na jednom konci a ohýbající se vlastní váhou. Je tak vystavena nebezpečí trvalého namáhání, způsobeného např. rázy nebo tepelnými změnami, ke kterým za provozu hořáku běžně dochází. Ohyb Venturiho trubice dále zhoršuje nerovnoměrný rozvod palivové směsi do štěrbin difuzéru.

Ze spisu DE 2350846 je znám hořák s Ventiruho trubicí uspořádanou uvnitř tělesa hořáku opatřeného štěrbinami pro průchod palivové směsi. Venturiho trubice je k tělesu hořáku upevněna jedním svým koncem a je dále nesena dvěma řadami přepážek, rozmístěnými po celé délce hořáku. Tyto přepážky jsou schopny vytvářet víry v proudu palivové směsi vycházející z Venturiho trubice a bránit tak pevným nečistotám obsaženým ve směsi dostat se do štěrbin v tělese hořáku. Přepážky zabraňují ohýbání Venturiho trubice, ale víry, tvořící se v proudu palivové směsi, škodí rovnoměrnému rozvodu palivové směsi do štěrbin tělesa hořáku.

Ve spise US 3353853 je popsán sálavý hořák pro spalování směsi paliva se vzduchem, mající Venturiho trubicí uspořádanou uvnitř tělesa hořáku opatřeného podlouhlou štěrbinou pro průchod palivové směsi, krytou clonou podporující hoření. Venturiho trubice je k tělesu hořáku upevněna jedním svým koncem a je dále nesena zakřivenou přepážkou, jejíž jeden konec sleduje část výstupu Venturiho trubice, zasahuje do toku palivové směsi a dělí jej na dva proudy, směřující k jednotlivým úsekům podlouhlé štěrbiny. Přepážka zasahuje do toku palivové směsi v místech, kde rychlost proudění směsi je relativně vysoká, což způsobuje značné turbulence v proudu směsi. To zvyšuje pneumatický odpor hořáku a znesnadňuje rovnoměrný rozvod palivové směsi do podlouhlé štěrbiny.

Ve spise EP 0217470 je popsán hořák plynového ohřívače spalujícího směs paliva a vzduchu, mající Ventiruho trubicí uspořádanou uvnitř tělesa hořáku a usměrňující proud palivové směsi v tomto tělese. Těleso hořáku je opatřeno štěrbinami, jimiž prochází palivová směs a hoří plameny. Venturiho trubice je k tělesu hořáku upevněna jedním svým koncem, zatímco druhý konec je volný. Hořák je dále opatřen v axiálním směru vedenou přepážkou s otvorem, nacházejícím se v oblasti ležící mimo štěrbiny. Přepážka má deflektor, odrazovou plochu, která odklání tok palivové směsi proudící Venturiho trubicí směrem k otvoru v přepážce. Deflektor a přepážka snižují turbulence v proudu palivové směsi na výstupu z Venturiho trubice a zlepšují rovnoměrnost rozvodu směsi do štěrbin hořáku. Venturiho trubice však zůstává uchycena pouze jedním koncem a je vystavena mechanickému namáhání na ohyb, což snižuje její životnost.

Účelem tohoto vynálezu je odstranění výše uvedených nevýhod stávajících hořáků.

Podstata vynálezu

Výše uvedeného účelu je dosaženo u hořáku pro spalování směsi paliva se vzduchem, opatřeného válcovitým tělesem se štěrbinami pro průchod toku palivové směsi a tvorbu plamenů a Venturiho trubicí pro přívod proudu palivové směsi do tělesa hořáku, umístěnou uvnitř tělesa hořáku, k němuž je upevněna jedním svým koncem, a dále patřeného podpěrnými a středícími prostředky v podstatě plochého tvaru, vybavenými přídavnými prostředky pro usměrnění proudu palivové směsi do štěrbin, v provedení podle vynálezu, jehož podstata spočívá vtom, že přídavné prostředky jsou opatřeny štěrbinami uspořádanými v podpěrných a středících prostředcích.

Přehled obrázků na výkresech

Vynález bude dále podrobněji objasněn na příkladech jeho praktického provedení, uvedených na přiložených výkresech. Na obr. 1 je nakreslen podélný řez hořákem v jednom provedení podle vynálezu a na obr. 2 je rovněž podélný řez hořákem dalšího provedení podle vynálezu. Obr. 3 ukazuje hořák podle obr. 1, v řezu rovinou lll-lll a na obr. 4 je hořák v řezu rovinou IV-IV podle obr. 1. Obr. 5 znázorňuje hořák podle obr. 2, v řezu rovinou V-V a na obr. 6 je hořák v řezu rovinou VI-VI podle obr. 2. Obr. 7 představuje přerušovaný podélný řez hořákem v dalším provedení podle vynálezu a na obr. 8 je hořák podle obr. 7, nakreslený v řezu rovinou VIII-VIII.

Příklad provedení

Jak je uvedeno na výkresech, těleso 1 hořáku je uvnitř opatřeno Venturiho trubicí 2, která je svým prvním koncem 3 upevněna k tělesu 1, např. přivařením.

V tělese 1 hořáku jsou vytvořeny otvory, na výkrese neznázorněné, které mají např. tvar štěrbin, jimiž je směs vzduchu a paliva přes Venturiho trubici 2 odsávána z vnitřku tělesa 1_ na jeho okraj.

Uvnitř tělesa 1. hořáku, v první přechodové části Venturiho trubice 2, jsou uspořádány první podpěrné a středící prostředky 4 a na druhém konci 6 Venturiho trubice 2 jsou umístěny druhé podpěrné a středící prostředky 5. Druhé podpěrné a středící prostředky 5 mohou být umístěny rovněž ve druhé přechodové části Venturiho trubice 2. První a druhé podpěrné a středící prostředky 4,5 jsou v podstatě ploché a mají v podstatě stejný vnější obrys, ohraničený dvěma rovnými úseky 7,8, vzájemně spojenými prvním obloukovým úsekem 9, jehož zakřivení v podstatě odpovídá vnějšímu povrchu Venturiho trubice 2 a druhým obloukovým úsekem 10, jehož zakřivení v podstatě odpovídá vnitřnímu povrchu 16 tělesa 1

-ίNa povrchu prvních podpěrných a středících prostředků 4 a druhých podpěrných a středících prostředků 5 jsou vytvořeny otvory 11, umožňující průchod směsi paliva a vzduchu. Tvarem, rozměry a uspořádáním otvorů 11 je průtok palivové směsi za otvory řízen tak, že za jakýchkoliv podmínek protéká štěrbinami tělesa 1 jednolitý proud palivové směsi. Otvory 11 mohou mít např. kruhový, trojúhelníkový nebo i jiný tvar. V podstatě jednolitý průtok štěrbinami tělesa 1 znamená, že vektory rychlosti proudění palivové směsi ve všech štěrbinách mají v podstatě konstantní nebo v každém případě jen slabě odlišnou velikost a směr. To se projevuje jednotnými plameny, což znamená, že za normálního provozu hořáku mají plameny v podstatě stálou výšku, a při změně provozních podmínek, jako je dávkování nebo druh paliva, se neodtrhují od povrchu hořáku a/nebo se nesklánějí k tělesu 1, což by způsobovalo jeho přehřátí.

Na obr. 2,5 a 6 je nakresleno další provedení prvních a druhých podpěrných a středících prostředků 4,5 Venturiho trubice 2. U tohoto provedení jsou prvních a druhé podpěrné a středící prostředky 4,5 upevněny k příslušným prstencovým prostředkům 12,13, jejichž tvar v podstatě opisuje obrys vnitřního povrchu 16 tělesa 1, čímž je zjednodušeno vycentrování prvních a druhých podpěrných a středících prostředků 4,5 uvnitř tělesa 1.

Obr. 7 a 8 znázorňují ještě jiné provedení hořáku podle vynálezu, kdy na druhém konci 6 Venturiho trubice 2 jsou provedeny podpěrné a středící prostředky, které sestávají z mezikruží 14 umístěného na Venturiho trubici v doteku s jejím vnějším povrchem. Mezikruží 14 je opatřeno soustavou výstupků ve tvaru lopatek 15, směřujících na jeho vnější stranu, v podstatě radiálně ve směru osy A hořáku. Radiálně směřující konce lopatek 15 se dotýkají vnitřního povrchu tělesa 1 jejich vnější okraje tvarově sledují křivku tohoto vnitřního povrchu. Rozměry, uspořádání a orientace lopatek 15 umožňuje dosáhnout v podstatě rovnoměrného, v každém případě usměrněného průtoku palivové směsi. Tomu napomáhá naklonění lopatek 15, jimiž lze proud směsi po průchodu mezerami 17 mezi sousedními lopatkami 15 dále nasměrovat. Např. každá lopatka 15 může ležet v rovině protínající osu hořáku pod předem stanoveným úhlem, který může být pro všechny lopatky stejný, případně odlišný. Dále, všechny lopatky mohou mít jednotnou šířku nebo se mohou rozšiřovat směrem ke konci,

Claims (27)

1. Hořák opatřený válcovitým tělesem (1) se štěrbinami pro průchod toku ^palivové směsi a tvorbu plamenů a Venturiho trubicí (2) pro přívod proudu palivové směsi do tělesa (1) hořáku, umístěnou uvnitř tělesa hořáku, k němuž je upevněna jedním svým koncem, a dále opatřený podpěrnými a středícími prostředky (4,5,14,15) v podstatě plochého tvaru, vybavenými přídavnými prostředky pro usměrnění proudu palivové směsi do štěrbin, vyznačující se tím, že přídavné prostředky zahrnují otvory (11,17) uspořádané v podpěrných a středících prostředcích (4,5,14,15).

2. Hořák podle nároku 1, vyznačující se tím, že podpěrné a středící prostředky (4,5,14,15) zahrnují první podpěrné a středící prostředky (4), uspořádané v první přechodové části Venturiho trubice (2).

3. Hořák podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že podpěrné a středící prostředky (4,5,14,15) zahrnují druhé podpěrné a středící prostředky (5), uspořádané u druhého konce (6) Venturiho trubice (2).

, · e *

-Skterý je v doteku s vnitřním povrhem 16 tělesa 1. Výstupky ve tvaru lopatek 15 mohou být přímo součástí tělesa Venturiho trubice 2. Tím by se vyloučilo použití mezikruží 14. Lopatky 15 mohou mít povrch plochý nebo zakřivený v radiálním a/nebo v axiálním směru. Ve druhém případě mohou mít lopatky 15 stejné nebo i rozdílné zakřivení.

Podpěrné a středící prostředky 4,5,14,15 vystřeďují polohu Venturiho trubice 2 vůči ose A hořáku, což je výhodné pro usměrnění toku směsi vzduchu a paliva do štěrbin a omezuje ohyb Venturiho trubice 2 způsobované její váhou a dalším namáháním.

Průmyslová využitelnost

Vynález je určen pro hořáky s Venturiho trubicí, kde se spalují směsi paliva se vzduchem.

• ·· · · · ·· * · • · · · · »·> · · · * • ·· · · * » * ♦ • · · · · · · · · · · ·

4. Hořák podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že podpěrné a středící prostředky (4,5,14,15) zahrnují druhé podpěrné a středící prostředky (5), uspořádané na druhé přechodové části Venturiho trubice (2).

5. Hořák podle nároku 3 nebo 4, vyznačující se tím, že druhé podpěrné a středící prostředky (5) mají v podstatě plochý tvar.

6. Hořák podle kteréhokoliv z nároků 3 až 5, vyznačující se tím, že přídavné prostředky zahrnují otvory (11) vytvořené ve druhých podpěrných a středících prostředcích (5), uspořádaných u druhého konce (6) Venturiho trubice (2).

7. Hořák podle nároku 6, vyznačující se tím, že otvory (11) mají podstatě kruhový tvar.

8. Hořák podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že první podpěrné a středící prostředky (4) mají vnější obrys ohraničený dvěma rovnými úseky (7,8), vzájemně spojenými prvním obloukovým úsekem (9), jehož zakřivení v podstatě odpovídá vnějšímu povrchu Venturiho trubice (2) a druhým obloukovým úsekem (10), jehož zakřivení v podstatě odpovídá vnitřnímu povrchu (16) tělesa (1).

9. Hořák podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že druhé podpěrné a středící prostředky (4) mají vnější obrys ohraničený dvěma rovnými úseky (7,8), vzájemně spojenými prvním obloukovým úsekem (9), jehož zakřivení v podstatě odpovídá vnějšímu obrysu povrchu Venturiho trubice (2) a druhým obloukovým úsekem (10), jehož zakřivení v podstatě odpovídá obrysu vnitřního povrchu (16) tělesa (1).

10. Hořák podle nároku 1 nebo 2, vyznačující se tím, že první podpěrné a středící prostředky (4) jsou spojeny s mezikruhovým dílem (12) jehož vnější obrys v podstatě odpovídá obrysu vnitřního povrchu (16) tělesa (1).

11. Hořák podle nároku 4 nebo 5, vyznačující se tím, že druhé podpěrné a středící prostředky (4) jsou spojeny s mezikruhovým dílem (13) jehož vnější obrys v podstatě odpovídá obrysu vnitřního povrchu (16) tělesa (1).

12. Hořák podle nároku 2, vyznačující se tím, že přídavné prostředky zahrnují výstupky (15) na prvních podpěrných a středících prostředcích (14,15), přičemž tyto výstupky (15) směřují v podstatě radiálně vzhledem k podélně ose (A) hořáku a vymezují mezery mezi dvěma sousedními výstupky (15).

13. Hořák podle nároku 12, vyznačující se tím, že první podpěrné a středící prostředky (14,15) zahrnují mezikruží (14) uspořádané na Venturiho trubici (2) v doteku ..sjejím vnějším povrchem, přičemž toto mezikruží (14) je opatřeno výstupky (15).

14. Hořák podle nároku 12, vyznačující se tím, že výstupky jsou součástí tělesa Venturiho trubice (2).

15. Hořák podle kteréhokoliv z nároků 12 až 14, vyznačující se tím, že jeden z konců každého výstupku dosahuje až na vnitřní povrch (16) tělesa (1).

16. Hořák podle nároku 15, vyznačující se tím, že konec výstupku směřující k vnitřnímu povrchu (16). tělesa (1) je ukončen okrajem, jehož tvar v podstatě odpovídá tvaru vnitřního (16) povrchu.

17. Hořák podle kteréhokoliv z nároků 12 až 16, vyznačující se tím, že výstupky mají v podstatě tvar lopatky (15).

18. Hořák podle nároku 17, vyznačující se tím, že lopatkovité výstupky leží v rovině protínající osu (A) pod předem stanoveným úhlem.

19. Hořák podle nároku 18, vyznačující se tím, že předem stanovený úhel je stejný pro všechny lopatkovité výstupky.

20. Hořák podle nároku 18, vyznačující se tím jiný pro každý lopatkovitý výstupek.

ze předem stanovený úhel je

21. Hořák podle kteréhokoliv z nároků 17 až 20, vyznačující se tím, že výstupky v podstatě lopatkového tvaru mají stejnou šířku.

22. Hořák podle kteréhokoliv z nároků 17 až 20, vyznačující se tím, že šířka lopatkovitých výstupků se směrem k vnitřnímu povrchu (16) tělesa (1) zvětšuje.

23. Hořák podle kteréhokoliv z nároků 17 až 22, vyznačující se tím, že lopatkovité výstupky mají povrch zakřivený v radiálním směru.

24. Hořák podle kteréhokoliv z nároků 17 až 22, vyznačující se tím, že výstupky v podstatě lopatkového tvaru mají povrch zakřivený v axiálním směru.

25. Hořák podle nároku 23, vyznačující se tím, že výstupky v podstatě lopatkového tvaru mají povrch zakřivený v radiálním směru.

26. Hořák podle kteréhokoliv z nároků 23 až 25, vyznačující se tím, že poloměr zakřivení plochy je stejný pro všechny lopatkovité výstupky.

27. Hořák podle kteréhokoliv z nároků 23 až 25, vyznačující se tím, že poloměr zakřivení plochy je pro jednotlivé lopatkovité výstupky různý.