CZ28991U1 - Plynový hořák - Google Patents

Description

Oblast techniky

Technické řešení se týká plynového hořáku s hořákovou hlavou s axiálními výkonovými tryskami, která je uspořádaná v ose válcového hořákového pláště, který je odspodu otevřený, pro vstup spalovacího vzduchu, přičemž na výstupu z pláště jsou uspořádány další trysky s palivem, přičemž přívodní trubka pálívaje před centrální primární hořákovou hlavou rozdělena v rozdělovači do vícero trubek uspořádaných do kruhu jejichž trysky ústí na ústí hořáku

Dosavadní stav techniky

Plynové hořáky jsou určeny pro spalování plynných paliv, a slouží zejména jako zdroj tepla pro přetlakové a podtlakové teplovodní kotle. Lze je však použít i pro další spotřebiče s odpovídajícím prostorem pro spalování, u kterých nebudou namáhány vnějším žárem. Konstrukčně jsou tyto hořáky řešeny jako monoblokové, tzn., že ventilátor a veškeré komponenty jsou součástí tělesa hořáku. Chod hořáku je plně automatický, vhodný i pro bezobslužné řízení kotelen. Z hlediska způsobu směšování zemního plynu se vzduchem patří blokové hořáky mezi hořáky bez předmísení plynu se vzduchem. Směšování probíhá až v ústí hořáku při současném spalování vytvořené směsi. Podle způsobu spalování patří blokové hořáky mezi hořáky s volným plamenem. Z tohoto důvodu je hořák opatřen spalovací hlavou, která spaluje palivo vjednom stupni. Při jednostupňovém spalování vznikají teplotní špičky, které jsou příčinou vzniku termický NO_X. Způsob tohoto spalování neumožňuje snížit dostatečně emise NO_X. Cílem technického řešení je snížit emise termických NO_X.

Z konstrukčního hlediska existuje mnoho hořáků, které mají uspořádanou hořákovou hlavu v ose válcového hořákového pláště, který je odspodu otevřený, proudí do něj spalovací vzduch a ten se mísí s palivem vycházejícím z trysek na hlavě a zvenčí o potom na výstupu jsou uspořádány další trysky s plynem. Takové uspořádání je známé např. ze spisu EP 1335163. Také je běžné, že je přívodní trubka paliva před centrální hořákovou hlavou rozdělena do vícero trubek uspořádaných do kruhu jejichž trysky ústí na ústí hořáku. Takové uspořádání je známé např. ze spisu US 4 505 666.

Cílem technického řešení je představit plynový hořák, který by umožnil snížit emise termických NO_X.

Podstata technického řešení

Výše uvedené nedostatky odstraňuje plynový hořák podle technického řešení, jehož podstata spočívá v tom, že na nátrubku vedoucím z rozdělovače k centrální primární hořákové hlavě je uspořádána omezovači clona opatřená průchozím otvorem menším než je otvor nátrubku a na omezovači cloně je nasazena centrální primární hořáková hlava, která je opatřena radiálním vířičem a nad ním, ve směru k výstupu z hořáku, jsou po obvodu primární hořákové hlavy provedeny radiální stabilizační trysky.

Objasnění výkresu

Technické řešení bude přiblíženo pomocí výkresů, na kterých obr. 1 znázorňuje čelní pohled na hořák podle technického řešení, obr. 2 představuje řez ústím plynového hořáku podle linie A-A z obr. 1 v měřítku 1:2 a obr. 3 je řez hořákem podle linie B-B z obr. 2.

Příklad uskutečnění technického řešení

Z obr. 2 je vidět, že hořák i sestává z plynové části, která je složena na přívodu plynu z trubky 7, na kterou navazuje koleno 8 a přívodní nátrubek 9. Před plynovou částí je neznázoměná vzduchová skříň. Přívodní nátrubek 9 ústí do rozdělovače 16 plynu, z kterého vystupuje nátrubek 11, na kterém je uspořádána omezovači clona 12, na jejím konci je závit, přes který je na ni namontována centrální primární hlava 15. Ta je opatřená na svém plášti radiálně uspořádaným vířičem 13. Omezovači clona 12 je opatřena průchozím otvorem 17, který snižuje průchod plynu. V pri- 1 CZ 28991 Ul mámí hlavě 15 jsou provedeny axiální výkonové trysky 19 na jejím čele a radiální stabilizační trysky 20 na jejím válcovém plášti a to před vířicem 13, viděno od ústí hořáku. Sekundární plyn je přiváděn od rozdělovače 16 k sekundárním hlavám 6 přes rozváděči trubky 10. Na vnější stěny 21 rozváděčích trubek 10 je na jejích koncích kolmo napojen válcový plášť 3 tvořící primární spalovací kanál. Plyn je z prstence 22 tvořeného zadní stěnou 4, podélnou stěnou 2 a čelní stěnou 23 distribuován pomocí šesti trubek 5 do šesti sekundárních hlav 6 a kde není trubka 5, tam je čelní nosná stěna 23, která prstenec 22 uzavírá. Nad čelní stěnou 23 je pak vytvořen límec 14, který zakrývá spodní části trubek 5. Vnější stěna 2 a límec 14 tvoří vnější nosnou trubku.

Na obr. 1 je v čelním pohledu vidět uspořádání trubek 5 se sekundárními hlavami 6 a jejich tryskami 24, hořáková hlava 15 a vířič 13.

Na obr. 3 je v řezu opět vidět uspořádání trubek 5 se sekundárními hlavami 6, vířič 13 a rozváděči trubka 10.

Plynovzdušná směs primárního stupně je tvořena pomocí víříce 13 a centrální primární hořákové hlavy 15. Centrální primární hořáková hlava 15 má systém trysek 19, 20 vytvořený tak, že jsou orientovány tak, že část těchto trysek, tedy axiální trysky 19, tvoří výkon a část trysek, tedy radiální trysky 20, vytváří stabilitu hoření. V primární části uvnitř válcového pláště 3 je tlak snížen oproti sekundární části v přívodním nátrubku 11 pomocí omezovači clony 12. Výtok plynuje pak v této oblasti válcového pláště 3 nižší, což je předpokladem pro dobrou stabilitu hoření. Sekundární část má šest plynových sekundárních hlav 6 umístěných po vnějším obvodu vnitřního plamence. Sekundární plyn proudí z trysek 24 na hlavách 6 umístěných na trubkách 5 radiálně a vstupuje do plynovzdušné směsi.

První stupeň je spalován v plamenci s velkým přebytkem spalovacího vzduchu. První stupeň má výkon cca 20 %. Ve druhém stupni je spalován zbývající potřebný plyn pro daný výkon v režimu s přebytkem vzduchu ideálně v rozmezí 1,05 až 1,2 násobku stechiometrického poměru. Lopatkový vířič 13 vytváří turbulentní proudění vzduchu před vlastním smícháním okysličovadla s palivem. Turbulentní proudění vzduchu zajišťuje dokonalé promíchání s palivem. Sekundární část má šest plynových trysek umístěných po vnějším obvodu vnitřního plamence. Sekundární plyn proudí z trysek radiálně a nevytváří rotační pohyb. Distribuce plynu je realizována pomocí distribučního prstence 22, do kterého je přiveden plyn dvěma přívodními trubkami 10. Emise NO_X jsou v tomto uspořádání na úrovni cca 25 ppm/Nm³ spalin.

Claims (1)

1. NÁROKY NA OCHRANU

   1. Plynový hořák s hořákovou hlavou s axiálními výkonovými tryskami, která je uspořádaná v ose válcového hořákového pláště, který je odspodu otevřený, pro vstup spalovacího vzduchu, kdy je přívodní trubka paliva před centrální primární hořákovou hlavou rozdělena v rozdělovači do vícero trubek uspořádaných do kruhu, jejichž trysky ústí na ústí hořáku, vyznačující se tím, že na nátrubku (11) vedoucím z rozdělovače (16) k centrální primární hořákové hlavě (15) je uspořádána omezovači clona (12) opatřená průchozím otvorem (17) menším než je otvor nátrubku (11) a na omezovači cloně (12) je nasazena centrální primární hořáková hlava (15), která je opatřena radiálním vířičem (13) a nad ním, ve směru k výstupu z hořáku (1), jsou po obvodu primární hořákové hlavy (15) provedeny radiální stabilizační trysky (20).

   1 výkres