Pierwszenstwo: 10.01.1967 dla zastrz- 2' 3 Ma' ,13» 14 20.09*1967 dla zastrz- 4^» 12 15 Wielka Brytania Opublikowano: 22.05.1974 69507 KI. 24b,2/01 MKP F23d 17/00 CZYTELNIA Ur^du Pnlentowego Twórcywynalazku: Wlasciciel patentu: The British Petroleum Company Limited, Londyn (Wielka Brytania) Palnik na paliwa plynne i'.Przedmiotem wynalazku jest palnik na paliwa plynne, to znaczy palnik mogacy pracowac za¬ równo na paliwie cieklym jak i gazowym.Znane sa palniki posiadajace kilka rur powietrz¬ nych usytuowanych promieniowo, zajmujacych do 10% powierzchni calkowitego poprzecznego prze¬ kroju palnika, przyleglej do strefy spalania. Takie rozlozenie rur powietrznych wymaga do spalania paliwa dodatkowego powietrza, które doprowa¬ dzane jest poprzez boczne otwory wykonane w cy¬ lindrycznej obudowie palnika.W tych znanych palnikach spalanie paliwa roz¬ ciaga sie ponad wspomnianymi bocznymi otwora¬ mi, poniewaz ponizej tego poziomu nie ma dosta¬ tecznej ilosci tlenu.Wada tych znanych palników polega na tym, ze palniki te maja dluga strefe spalania i spalaja gazy z duza szybkoscia plomienia, przez co nie nadaja 'sie do spalania takich gazów jak metan i gaz miejski to jest mieszaniny która zawiera duzo wodoru i zachowuje sie podobnie do wodoru.Palniki te równiez nie nadaja sie do spalania odparowanych paliw plynnych, takich jak nafta w urzadzeniach centralnego ogrzewania.Celem wynalazku jest wyeliminowanie wyzej wymienionych wad przez stworzenie takiego pal¬ nika, który nadawalby sie do stosowania szerokiego wachlarza róznych rodzajów paliw przy zachowa¬ niu takich samych wymiarów i konstrukcji palnika i takiej samej wydajnosci cieplnej w którym to 25 30 2 palniku mozliwe byloby spalanie zarówno gazów nisko- jak i wysokokalorycznych, jak na przyklad wodoru i metanu bez jakichkolwiek jego modyfi¬ kacji.Zadaniem wynalazku jest natomiast skonstruo¬ wanie takiego palnika, w którym gaz wchodzilby tak do komory spalania, aby byl rozdzielony równo na poszczególne wyloty usytuowane w przekroju poprzecznym i zeby gaz ten przechodzil poprzez strefe o niskiej opornosci przeplywu a nastepnie poprzez strefe o wysokiej opornosci przeplywu.Cel i zadanie wynalazku zostaly osiagniete w ten sposób, ze w palniku na paliwo plynne wedlug wy¬ nalazku, skladajacym sie z wielu powietrznych rur plomieniowych przechodzacych przez komore pali¬ wowa, wyposazona w przewody doprowadzajace paliwo, powietrzne rury plomieniowe doprowadzaja powietrze do strefy spalana, a przewody dopro¬ wadzajace wychodzace z komory paliwowej dostar¬ czaja paliwo do tej strefy utrzymujac w ten spo¬ sób plomien dyfuzyjny.W plomieniu dyfuzyjnym, pierwsza zachodzaca reakcja jest proces dyfuzji, w którym nastepuje zmieszanie powietrza z paliwem i koniecznym jest, aby droga na której zachodzi dyfuzja byla wy¬ starczajaco krótka. W celu uzyskania tego efektu nalezy dysponowac wystarczajaco duza iloscia ri- rek powietrznych to jest taka, aby powierzchnia otworów rurek byla wystarczajaco duza w stosunku do powierzchni palnika, przyleglej do strefy spa- 69 50769 507 3 4 lania i przy tym, aby przekroje poszczególnych otworów w rurkach byly dostatecznie male. Stwier¬ dzono, ze zadowalajace warunki spalania uzyskuje sie, gdy otwór kazdej rurki ma powierzchnie prze¬ kroju poprzecznego równa lub mniejsza, niz 1,0 cm2 i gdy otwory rurek zajmuja co najmniej 25% a najkorzystniej 50*/o calej powierzchni palnika przyleglej do komory spalania.Palnik wedlug wynalazku jest szczególnie odpo¬ wiedni przy stosowaniu naturalnego ciagu, ponie¬ waz rurki powietrzne stawiaja maly opór przeply¬ wajacemu przez nie strumieniowi powietrza. Z tego powodu przekrój poprzeczny tych rurek nie powi¬ nien byc za maly. Na przyklad otwór rurki po¬ wietrznej w miejscu wejscia do strefy spalania, a korzystnie na calej dlugosci rurki nie powinien byc mniejszy niz 0,01 cm2.Palnik na paliwo plynne wedlug wynalazku skla¬ da sie z wielu rurek powietrznych przechodzacych .przez^ komore paliwowa, wyposazona w przewody odprowadzajace paliwo, przy czym czesci palnika sa tak usytuowane, ze rurki powietrzne dostarczaja powietrza do strefy spalania, a przewody paliwo¬ we — paliwo do tej samej strefy podtrzymujac w ten sposób spalanie.Istota palnika wedlug wynalazku polega na tym, ze powierzchnia przekroju poprzecznego otworu kazdej rurki powietrznej wynosi w miejscu wejscia do strefy od 0,01 do 1,0 cm2 a otwory rurek po¬ wietrznych obejmuja co najmniej 25°/i, korzystnie co najmniej 50*/o, calej powierzchni palnika przy¬ leglej do strefy spalania.Rurki powietrzne powinny byc najkorzystniej usytuowane równolegle wzgledem siebie. Szczegól¬ nie odpowiednie do zastosowania, jako rurki po¬ wietrzne sa rurki cylindryczne lub rurki o prze¬ kroju kolowym, róznym na jednym lub obu ich koncach, jak to bedzie ponizej opisane.W palniku opisanym wyzej, rurki powietrzne pozwalaja na przeplyw powietrza z niewielkimi oporami, a zawarta pomiedzy nimi przestrzen umozliwia przeplyw paliwa równiez z niewielkimi oporami. Ta przestrzen miedzy rurkami, stawia¬ jaca maly opór dla przeplywu paliwa na calej powierzchni przekroju poprzecznego komory pali¬ wowej ulatwia szczególnie równomierne doprowa¬ dzenie paliwa.Palnik wedlug wynalazku moze pracowac w sze¬ rokim zakresie wspólczynnika nadmiaru powietrza.Tak wiec moze on pracowac w warunkach ste- chiometrycznych wytwarzajac wysoka temperature gazów wylotowych lub przy duzym nadmiarze po¬ wietrza w przypadku, gdy potrzebne jest tylko cieple powietrze. Ponadto, w odpowiednich wa¬ runkach moze on zasysac cale powietrze, zarówno potrzebne do spalania, jak i jego nadmiar, cho¬ ciaz, jesli dosc duzy nadmiar powietrza jest wy¬ magany, moze stac sie koniecznym zastosowanie dmuchawy.W przypadku palnika na paliwo gazowe, poza¬ dane sa waskie przewody paliwowe, poniewaz daja one wiekszy opór przeplywu paliwa w porównaniu z wewnetrznymi oporami przeplywu w komorze paliwowej, co z kolei ulatwia równomierne dopro¬ wadzaniu gazu do strefy spalania. W przypadku palników przeznaczonych do pracy na paliwie cieklym, doprowadzanie paliwa do strefy spalania jest regulowane szybkoscia parowania paliwa w komorze paliwowej. Z tych wiec wzgledów ko- 5 nieczne jest zapewnienie duzych oporów wyloto¬ wych przeplywu paliwa i zwykle jest bardziej do¬ godne w praktyce zastosowanie konstrukcji, która posiada szersze przewody odplywowe dla paliwa.W korzystnym rozwiazaniu palnika wedlug wy¬ nalazku, rurki powietrzne koncza sie przy jednej ze scianek komory paliwowej, które to miejsce bedzie dalej zwane strefa odlotowa. Szczególnie korzystne sa nastepujace rozwiazania konstrukcyj¬ ne strefy odlotowej.W pierwszym rozwiazaniu, rurki powietrzne sa zamocowane w otworach wykonanych w plycie strefy odlotowej, która to plyta stanowi jedna ze scianek komory paliwowej i jest wyposazona w otwory dla paliwa, które z kolei w czasie pracy palnika, wytwarzaja strumien gazu pomagajacy, dzieki swemu ruchowi, w zasysaniu powietrza przez palnik.W drugim rozwiazaniu, rurki powietrzne sa rów¬ niez osadzone w otworach wykonanych w plycie strefy odlotowej, która to plyta stanowi scianke komory paliwowej. Otwory w tej plycie sa jednak takich wymiarów, ze otwory wylotowe dla paliwa znajduja sie miedzy sciankami rurek powietrznych i sciankami wewnetrznymi otworów, w których te rurki sa osadzone. Najkorzystniej, plyta strefy odlotowej powinna byc tak uksztaltowana, aby kierowala paliwo podczas pracy palnika do stru¬ mienia powietrza wyplywajacego z rurek powietrz¬ nych. Cechy obu tych konstrukcji moga byc pola¬ czone w jednym rozwiazaniu.Trzecie z kolei rozwiazanie polega na tym, ze scianki rurek powietrznych stykaja sie ze soba tworzac przewody wylotowe dla paliw. Dla uzys¬ kania malych oporów przeplywu paliwa, to jest przy palnikach na paliwo ciekle, przekrój poprzecz¬ ny rurek powietrznych powinien byc jednakowy zarówno w strefie odlotowej, jak i wewnatrz ko¬ mory paliwowej. Przy przewodach paliwowych majacych dawac duze opory przeplywu, to jest w przypadku palników na paliwo gazowe, korzy¬ stniejsze sa rurki powietrzne, których przekrój po¬ przeczny zwieksza sie w strefie odlotowej tworzac waskie przewody wylotowe dla paliwa. Szczególnie odpowiednim ksztaltem przekroju przewodów pali¬ wowych o duzych oporach przeplywu sa wielokaty foremne, na przyklad trójkaty równoboczne, kwad¬ raty lub szesciokaty foremne.Wyplyw paliwa w palniku, w którym zastosowa¬ ne jest trzecie rozwiazanie ma tendencje do rów¬ noleglego przebiegu w stosunku do strumieni po¬ wietrza wyplywajacego z rurek powietrznych. Daje to zadowalajace warunki spalania, jednak gdy potrzebny jest duzy wydatek przeplywu paliwa, mozna uzyskac dokladniejsze spalanie, jesli stru¬ mien paliwa jest odchylany w kierunku strumienia powietrza wyplywajacego z rurek powietrznych.W takich przypadkach, palnik powinien posiadac przegrody kierujace umieszczone nad przewodami paliwowymi, lub ewentualnie nad rurkami po¬ wietrznymi. 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6069 507 5 6 Poczatek swój rurki powietrzne biora przy innej sciance komory paliwowej i to miejsce bedzie dalej zwane w opisie strefa doplywu powietrza. Szcze¬ gólnie odpowiednie sa dwa rozwiazania konstruk¬ cyjne strefy doplywu powietrza.W pierwszym rozwiazaniu, rurki powietrzne sa zamocowane w sposób szczelny, nie przepuszcza¬ jacy plynów w plycie strefy doplywu powietrza, tworzacej jedna ze scianek komory paliwowej.Drugie rozwiazanie polega na tym, ze rurki po¬ wietrzne rozszerzone sa przy strefie wlotowej, a ich scianki stykaja sie szczelnie ze soba. Szczególnie odpowiednim ksztaltem przekroju poprzecznego tych rozszerzonych konców rurek powietrznych sa wielokaty foremne takie, jak trójkat równora¬ mienny, kwadrat lub szesciokat foremny.Wybrany przyklad wykonania palnika wedlug wynalazku laczy w sobie trzecie rozwiazanie kon¬ strukcyjne strefy odlotowej i pierwsze rozwiazanie strefy doplywu powietrza. Jest to dogodne ze wzgledu na mozliwosc zastosowania cylindrycznych rurek o jednakowym na calej dlugosci przekroju, jako rurek powietrznych dla palnika na paliwo ciekle i równiez cylindrycznych rurek o jednako¬ wym przekroju na calej dlugosci, rozszerzonych tylko przy strefie odlotowej, jako rurek powietrz¬ nych dla palników na paliwo gazowe.Podczas pracy palnika, cieplo jest przewodzone przez scianki rurek powietrznych do komory pali¬ wowej i jest wykorzystywane do wstepnego pod¬ grzewania powietrza i paliwa, przy czym to ostat¬ nie, w przypadku jesli jest paliwem cieklym, po¬ winno byc podgrzewane najkorzystniej do tempera¬ tury parowania. W konstrukcji palnika, ilosc za¬ wracanego ciepla moze byc regulowana przez od¬ powiedni dobór materialu, z którego wykonane sa rurki, to jest przez dobór materialu o odpowiednim wspólczynniku przewodzenia ciepla oraz przez gru¬ bosc scianek rurek powietrznych. Materialy o bar¬ dzo malej przewodnosci cieplnej, na przyklad cera¬ miczne, wlaczajac i szklo okazaly sie odpowiednie do stosowania przy palnikach pracujacych na pali¬ wach cieklych.Jesli to jest konieczne, wewnatrz komory pali¬ wowej moga byc przewidziane dodatkowe strefy zwiekszajace opór przeplywu. Strefy te moga byc utworzone podobnie do podanych trzech rozwiazan konstrukcyjnych strefy odlotowej. Taka odmiana palnika posiada szereg znajdujacych sie jedna za druga stref na przemian niskiego i wysokiego cis¬ nienia, rozmieszczonych w kierunku przeplywu paliwa, co ulatwia bardziej równomierne rozpro¬ wadzanie paliwa. Stwierdzono, ze w wiekszosci przypadków wystarczajaco równomierne rozprowa¬ dzenie paliwa, moze byc uzyskane przy. zastoso¬ waniu tylko jednej strefy o duzym oporze prze¬ plywu, na przyklad strefy odlotowej.Opisany wyzej palnik pali sie charakterystycz¬ nym, zwartym plomieniem odpowiadajacym ksztal¬ towi przewodów wylotowych paliwa. Wysokosc plomienia jest zwykle mniejsza, niz 10 mm, a cze¬ sto mniejsza, niz 5 mm nawet przy wysokiej wy¬ dajnosci cieplnej.Wynalazek obejmuje równiez urzadzenie do spa¬ lania zawierajace wyzej opisany palnik wedlug wynalazku, umieszczony w komorze spalania przy* stosowanej do polaczenia z przewodem komino¬ wym. W przypadku przeznaczenia tego urzadzenia spalajacego do podgrzewania plynów, na przyklad 5 do kotlów centralnego ogrzewania, urzadzenie to obejmuje równiez wymiennik ciepla umieszczony w nim i pobierajacy cieplo od goracych gazów wytworzonych przez palacy sie palnik.Urzadzenia wyposazone w palnik wedlug wyna¬ lazku, przeznaczony do pracy na cieklym paliwie moga równiez posiadac urzadzenia ustalajace prze¬ plyw lub poziom paliwa w celu regulacji wydaj¬ nosci cieplnej. Dodatkowo lub zamiast tego, wy¬ dajnosc cieplna moze byc regulowana za pomoca przepustnicy umieszczonej w strefie odlotowej i zmieniajacej ilosc doprowadzonego paliwa i po¬ wietrza.Wynalazek obejmuje równiez podgrzewacz po¬ wietrza zawierajacy dmuchawe doprowadzajaca po¬ wietrze, w ilosci wiekszej, niz to jest potrzebne do spalania, z odpowiedniego zródla do palnika wedlug wynalazku, niezaleznie od przeznaczenia podgrzewacz.Palnik wedlug wynalazku zostanie teraz opisany na przykladzie wykonania, z powolaniem sie na zalaczony rysunek, na którym fig. 1 przedstawia schematycznie, w rzucie perspektywicznym i z czes¬ ciowymi wykrojami, palnik wedlug wynalazku; fig. 2 — palnik wedlug wynalazku o przekroju pionowym; fig. 3 — palnik naftowy wedlug wy¬ nalazku w przekroju pionowym; fig. 4 — palnik laboratoryjny w rzucie perspektywicznym z czes¬ ciowymi wykrojami; fig. 5 — palnik przedstawiony na fig. 1 w przekroju poprzecznym, zastosowany do podgrzewacza wody; fig. 6 — podgrzewacz po¬ wietrza zawierajacy palnik wedlug wynalazku; fig. 7 — palnik wedlug wynalazku w rzucie pozio¬ mym, zawierajacy plyte strefy odlotowej tworzacej wraz z rurkami powietrznymi przewody paliwowe; fig. 8 — palnik przedstawiony na fig. 7 w przekroju poprzecznym w plaszczyznie 8—8 i fig. 9 — palnik wedlug wynalazku w rzucie poziomym, zawierajacy plyte strefy odlotowej z oddzielnymi otworami sta¬ nowiacymi przewody paliwowe.Na fig. 1 przedstawiono palnik, w którym za¬ stosowano trzecie rozwiazanie strefy odlotowej w obu postaciach, o duzych oporach dla palników gazowych i o malych oporach przeplywu dla pal¬ ników na paliwo ciekle oraz rozwiazanie drugie strefy doplywu powietrza. W dzialajacym palniku, obie postacie rozwiazania strefy odlotowej nie mpga byc jednoczesnie zastosowane i na rysunku pokazano je na tej samej figurze dla ulatwienia.Palnik ten zawiera komore paliwowa 10, przez która przechodzi szereg rurek powietrznych II.Paliwo jest doprowadzane do komory paliwowej 10 poprzez przewód zasilajacy 12. Paliwo w komorze paliwowej miesci sie w przestrzeniach 13 pomiedzy rurkami powietrznymi 11.W przypadku palnika gazowego, rurki powietrz¬ ne 11 maja w strefie odlotowej otwory 14 o ksztal¬ cie szesciokatnym. Dzieki takiemu ukladowi pow¬ staja szczelinowe przewody paliwowe 16 stwarza¬ jace duzy opór dla wyplywajacego paliwa, co jest pozadane przy paliwach gazowych. 15 20 25 30 35 40 45 50 55 6069 507 7 W przypadku palnika, przeznaczonego do stoso¬ wania paliwa cieklego, na przyklad nafty, rurki powietrza U maja w strefie odlotowej otwory okragle 16. Przestrzenie 13 pomiedzy rurkami po¬ wietrznymi 11 stanowia przewody, poprzez które pary nafty, wytworzone na skutek parowania ciek¬ lej nafty w komorze paliwowej 10, moga przedo¬ stawac sie do strefy spalania. Uklad taki jest ko¬ rzystny wtedy, jesli nie istnieje koniecznosc zasto¬ sowania duzych oporów przeplywu.Konstrukcja palnika, w którym zastosowano roz¬ wiazanie trzecie strefy odlotowej i rozwiazanie drugie strefy doplywu powietrza jest w dalszym ciagu zilustrowane na fig. 2, z której widac, ze rurki powietrzne 11 maja' mniejszy przekrój po¬ przeczny w srodkowej swej czesci, niz na koncach, dzieki czemu powstaja miedzy nimi wystarczajaco duze przestrzenie 13 stawiajace maly opór dla paliwa przeplywajacego przez komore paliwowa.Na figurze tej równiez widac, ze uklad rurek w strefie odlotowej jest podobny do ich ukladu w strefie doplywu powietrza za wyjatkiem tego, ze w tej ostatniej strefie scianki rurek sa zluto¬ wane ze soba w celu zabezpieczenia przed wycie¬ kaniem paliwa.Fi£. 3 odpowiada zasadniczo fig. 2 z tym, ze pokazuje ona zastosowanie trzeciego rozwiazania strefy odlotowej w polaczeniu z pierwszym roz¬ wiazaniem strefy doplywu powietrza do palnika na paliwo ciekle. W tym przypadku przewody wy¬ lotowe 17 paliwa w strefie odlotowej maja taki wymiar na jaki pozwala zastosowanie rurek po¬ wietrznych o jednakowym przekroju, ale prze¬ strzenie 13 sa w dalszym ciagu wystarczajacej wielkosci, aby umozliwic dostatecznie równomierne rozprowadzenie paliwa tak, ze pary nafty sa do¬ prowadzane do calej strefy spalania. Rurki po¬ wietrzne 11 sa wlutowane w otwory plyty 18 strefy doplywu powietrza uszczelniajac te strefe. Jesli zajdzie potrzeba, moga byc wprowadzone rozwia¬ zania strefy doplywu powietrza z fig. 2 i 3. Uklad taki nie jest jednak pokazany na oddzielnym ry¬ sunku.Palnik przedstawiony na fig. 1 ma wymiary ok. 200 X 250"mm i wysokosc ok. 110 mm ima wy¬ dajnosc cieplna 25200 kcal/godz., przy ciagu okolo 0,1 mm slupa wody.W przypadku palnika pracujacego na paliwie cieklym, na przyklad nafcie, jest on skonstruowany tak, ze paliwo paruje w komorze paliwowej 10 pod wplywem ciepla przenoszonego od plomienia. Wiek¬ szosc . tego ciepla jest przenoszona droga przewod¬ nictwa cieplnego przez scianki rurek 16 w dól i jest oczywiste, ze im nizszy jest poziom cieklej nafty w komorze paliwowej, tym mniej ciepla przedo¬ staje sie do nafty i zmniejsza ilosc lotnego paliwa.Na tym zjawisku oparta jest zasadniczo regulacja wydajnosci cieplnej i moze byc ono wykorzystane zarówno przy urzadzeniach regulujacych poziom paliwa jak i tez jego przeplyw. Rurki powietrzne q niskiej przewodnosci cieplnej na przyklad cera¬ miczne, daja wyzszy gradient temperatury ulatwia¬ jacy taka regulacje. ^ W przypadku urzadzen utrzymujacych staly po¬ ziom paliwa mniejsza iloic ciepla jest przekazy- 8 wana do nafty, gdy nizszy jest jej poziom, a wiec mniejsze jest i parowanie, a co za tym idzie, zmniejsza sie wydajnosc cieplna palnika. W przy¬ padku urzadzen regulacyjnych utrzymujacych staly 5 doplyw paliwa, doplyw ten jest regulowany od¬ powiednio do wymaganej wydajnosci cieplnej, w zakresie mocy palnika. Jesli wydatek przeplywu dostarczanego paliwa wzrasta, podnosi sie jego po¬ ziom w komorze i zwieksza sie intensywnosc pa- 10 rowania az do momentu osiagniecia równowagi.Na fig. 4 przedstawiono palnik laboratoryjny, w którym zastosowano rozwiazanie trzecie strefy odlotowej i drugie rozwiazanie konstrukcyjne stre¬ fy doplywu powietrza. Wykonano równiez inny 15 prototyp palnika laboratoryjnego potrzebny do palnika z fig. 4, w którym rurki powietrzne mialy w strefie odlotowej ksztalt szesciokatów regular¬ nych. Palnik ten mial rurki powietrzne rozmiesz¬ czone tak, jak w palniku, pokazanym na fig 2. 20 Dalsze cechy konstrukcyjne tych palników sa na¬ stepujace: Oba palniki skladaly sie z dziewietnastu rurek miedziano-niklowych ulozonych w ksztalt szescio- kata foremnego. Rurki te mialy rozszerzone kón- 25 cówki o ksztalcie szesciokatów foremnych od stro¬ ny strefy doplywu powietrza. Koncówki te zluto¬ wano szczelnie ze soba tworzac nieprzepuszczalne dno komory paliwowej. Cylindryczne czesci wszy¬ stkich rurek mialy srednice wewnetrzna 4,8 mm, 30 a zewnetrzna srednice 5,3 mm. Powierzchnia calego przekroju poprzecznego palnika wynosila okolo 5,4 cm2.Wysokosc palnika gazowego wynosila 7 cm, a rurki powietrzne w strefie odlotowej mialy roz- 35 szerzenia o przekroju szesciokatnym tworzac prze¬ wody paliwowe o szerokosci okolo 0,5 mm siegajac od powierzchni wylotowej w glab palnika na gle¬ bokosc okolo 7 mm. Otwory rurek powietrznych zajmowaly okolo 79*/t powierzchni palnika przyleg¬ lo lej do strefy spalania, W przypadku palnika nafto¬ wego, wysokosc jego wynosila 3,5 cm, a rurki po¬ wietrzne mialy jednakowy przekrój poprzeczny wewnatrz komory paliwowej i w strefie odlotowej tak, ze rurki te zajmowaly 64§/o powierzchni pal- 45 nika przyleglej do strefy spalania.Oba palniki pracowaly w laboratoryjnych wa¬ runkach przy naturalnym ciagu z zastosowaniem cylindrycznego kominka szklanego o wysokosci 30 cm i srednicy wewnetrznej 5 cm. Dla zastapie- 50 nia kominów o innej dlugosci, zastosowano ciag przymusowy, to znaczy powietrze z sieci laborato¬ ryjnej . bylo przedmuchiwane przez rurki po¬ wietrzne.Wyniki doswiadczen zestawiono w ponizszej tab- 55 licy, przy czym w palniku gazowym spalano metan a w palniku na paliwo ciekle — nafte.W tablicy stosunek powietrze/paliwo jest okres¬ lany wzgledem ilosci stechiometrycznej powietrza w danych warunkach. Skrót „maks." oznacza naj- 6° wieksza uzyskana wydajnosc cieplna we wskaza¬ nych warunkach, a „min" najmniejsza wydajnosc cieplna, która mozna osiagnac nie doprowadzajac do zgasniecia palnika. Tylko w przypadku nafty, przy naturalnym ciagu uzyskano jedna wydajnosc ^ nie bedaca ani maksymalna ani minimalna.69 507 Tablica 10 Ciag 1 maks.Przymu¬ sowy min. maks.Naturalny min.Paliwo Nafta Wydajnosc cieplna kcal/godz./cm* 2 72,4 28,2 1200 Spadek cisnienia w mm slupa wody 3 0,2 0,05 0,075 Stosunek powietrze paliwo 4 2,0 4,5 3,0 Metan .-,/] Wydajnosc cieplna kcal/godz /cm* 5 133 23,4 56,7 23,5 Spadek cisnienia w mm slupa wody 6 0,25 0,025 0,075 0,025 Stosunek powietrze paliwo 7 1,0 1,2 1,06 1,2 Na fig. 5 przestawiono podgrzewacz wody opa¬ lany gazem, przystosowany do instalacji central¬ nego ogrzewania, z palnikiem 20 wedlug wyna¬ lazku.Palnik 20 zbudowany tak, jak to pokazano na fig. 1, jest umieszczony u podstawy komory spa¬ lania 21, w której znajduje sie równiez wymiennik ciepla 23. Uklad regulacji ogrzewania, nie pokazany na rysunku, jest znanym ukladem stosowanym w urzadzeniach gazowych. Sklada sie on z termo¬ statu umieszczonego w przewodzie 24 odbieraja¬ cym wode i sterujacego zaworem odcinajacym do¬ plyw gazu. Palnik zaplonowy, zapewnia ponowny zaplon palnika grzewczego.Podczas pracy, palnik 20 jest polaczony ze zród¬ lem zasilania gazem poprzez urzadzenie 26, utrzy¬ mujace stale cisnienie, a komora spalania 21 jest polaczona z kominem przez przewód 29. Powietrze jest doprowadzane do palnika z przestrzeni po¬ wietrznej 22, a gorace gazy wytworzone przez spa¬ lanie podgrzewaja wode przeplywajaca rurkami 24 i 25.Opisane urzadzenie, z palnikiem o wymiarach 27 cm X 4 cm X 7 cm wysokosci, badano przy za¬ stosowaniu, jako paliwa metanu i gazu miejskiego.Gaz miejski ma zmienny sklad, ale zawsze zawiera duza ilosc wodoru, zwykle ponad 50*/« objetos¬ ciowo. Ze wzgledu na duza zawartosc wodoru, gaz miejski ma duza szybkosc spalania. Metan spala sie wolno, ale ma prawie dwukrotnie wieksza war¬ tosc kaloryczna, niz wodór.Urzadzenie pracowalo, w róznych okresach czasu, na metanie i na gazie miejskim, przy stalym cis¬ nieniu 5 cm slupa wody. To samo urzadzenie utrzymujace stale cisnienie i ten sam palnik byly uzyte do obu paliw, bez zadnej zmiany. Dla zrów¬ nowazenia róznic wartosci kalorycznych obu paliw wstawiono pomiedzy urzadzenie 29 utrzymujace cisnienie, a palnik 20 kryze, która zmieniano, sto¬ sujac duzy otwór przy uzyciu gazu ziemnego, i otwór zmniejszony do polowy powierzchni przy uzyciu metanu. Poza nieznacznymi róznicami pal¬ nik dzialal jednakowo dobrze przy obu paliwach 10 15 35 dajac wydajnosc cieplna okolo 10 000 kcal/godz. z czego okolo 7500 kcal/godz bylo przejete przez wode. Próba ta uwidacznia, ze ten sam palnik bedzie pracowal jednakowo sprawnie przy obu paliwach gazowych, zarówno przy paliwie o duzej predkosci spalania jak i o malej predkosci spala¬ nia. W obu przypadkach palnik pracowal cicho.Inne urzadzenie do regulacji wydajnosci ciepl¬ nej, odpowiednie do stosowania przy paliwach plynnych, sklada sie z zasuwy 27, mogacej sie prze¬ suwac nad palnikiem 22 hamujac czesciowo dostep powietrza i paliwa a tym samym zmniejszajac wy¬ dajnosc cieplna. Zasuwa 27 jest uruchamiana auto¬ matycznie za pomoca silownika 28 reagujacego w zaleznosci od temperatury wody w przewodzie odbierajacym 24. Przy zastosowaniu regulacji do¬ plywu cieklego paliwa lub regulacji poziomu pali¬ wa w komorze paliwowej mozna równiez zastoso¬ wac regulacje za pomoca opisanego wyzej urza¬ dzenia.Na fig. 6 przedstawiono podgrzewacz powietrza zawierajacy palnik wedlug wynalazku, gdzie zimne powietrze jest zasysane przez elektryczna dmucha¬ we 30 z elastycznej rury 31 i doprowadzane do podgrzewacza 33. Podgrzewacz 32 zawiera palnik 33 opisanego powyzej typu. Palnik ten jest umiesz¬ czony tak, ze strumien powietrza wytwarzany przez dmuchawe 30 przeplywa przez rurki powietrzne podgrzewacza 33. Komora paliwowa podgrzewacza 33 jest polaczona ze zródlem gazu plynnego, na przyklad z butla 24 wypelniona propanem, który to gaz wyplywajac z przewodów paliwowych spala sie w strumieniu powietrza. W urzadzeniu tym doprowadzana jest znaczna ilosc powietrza beda¬ cego w nadmiarze w stosunku do ilosci potrzebne] do spalania i nadmiar ten stanowi ogrzane po* wietrze dostarczone zgodnie z przeznaczeniem przez elastyczna rure 35. Palnik na paliwo ciekle moze byc równiez uzyty do tego celu, pod warunkiem, ze rurki powietrzne beda mialy polozenie pionowe.Palnik o konstrukcji pokazanej na fig. 1 byl równiez badany w zastosowaniu do promienniko¬ wego urzadzenia grzewczego nie pokazanego na69 507 11 12 rysunku. Urzadzenie to posiadalo znana konstruk¬ cje,-w której palnik byl umieszczony pod elemen¬ tami ceramicznymi rozgrzewanymi, podczas pracy urzadzenia, do czerwonosci. Przy tym zastosowaniu palnik wedlug wynalazku dawal zadowalajace wy¬ niki zarówno przy uzyciu gazu miejskiego, jak i przy uzyciu metanu.Palnik wedlug wynalazku, przedstawiony na fig. 7 i 8, w wiekszej skali, niz pozostale figury, zawiera druga odmiane konstrukcyjna strefy od¬ lotowej i pierwsza odmiane konstrukcyjna strefy doplywu powietrza. Budowa palnika jest podobna do palnika naftowego, pokazanego na fig. 3, to znaczy zawiera cylindryczne rurki powietrzne 11 o jednakowym na calej dlugosci przekroju, osa¬ dzone w otworach wykonanych w plycie strefy do¬ plywu powietrza, z tym jednak, ze posiada dodat¬ kowo w strefie odlotowej plyte 40, która tworzy z rurkami 11 szczeliny paliwowe 41 kierujace stru¬ mien paliwa do strumienia powietrza. Jak to wi¬ dac z fig. 7, plyta 40 strefy odlotowej posiada otwory o takim samym wymiarze i tak samo roz¬ mieszczone, jak otwory rurek powietrznych 11.Przegroda kierujaca, podobna do plyty 40 strefy odlotowej, moze byc równiez zastosowana przy szesciokatnym ksztalcie rurek powietrznych poka¬ zanych na fig. 2 z tym, ze otwory w tej przegro¬ dzie beda szesciokatne, a nie okragle. Chociaz obie te konstrukcje sa do siebie podobne, istnieje jed¬ nak powazna róznica pomiedzy dzialaniem plyty 40 strefy odlotowej, a dzialaniem przegrody kieruja¬ cej. Plyta 40 tworzy wraz z rurkami 11 szczeliny paliwowe 41, a wymiary tych szczelin reguluja ilosc wyplywajacego paliwa oraz spadek cis¬ nienia. W przypadku przegrody kierujacej szcze¬ liny paliwowe 15 sa utworzone pomiedzy sciankami rurek powietrznych 11 i wymiary tych szczelin reguluja spadek cisnienia i ilosc wyplywajacego paliwa. Przegroda kierujaca nie wplywa w tym przypadku na parametry przeplywu paliwa, a slu¬ zy przede wszystkim do odgiecia strumienia paliwa tak, aby zmieszalo sie ono z powietrzem wyplywa¬ jacym z rurek powietrznych.Odmiana palnika wedlug wynalazku pokazana na fig. 9 stanowi polaczenie pierwszej konstrukcji strefy odlotowej z pierwsza konstrukcja strefy do¬ plywu powietrza. Palnik ten zawiera plyte 40 stre¬ fy odlotowej, w której rurki powietrzne 11 sa osa¬ dzone szczelnie, to jest konstrukcja strefy odloto¬ wej jest podobna do konstrukcji strefy doplywu powietrza. Otwory paliwowe maja postac kanalów 42 stanowiacych male otworki wywiercone w ply¬ cie 40 strefy odlotowej i tworzace w tej plycie siatke szesciokatów foremnych otaczajacych otwo¬ ry rurek powietrznych. W czasie pracy palnika, paliwo wyplywa stosunkowo szybko z otworów 42, a ruch ten powoduje przemieszczanie sie gazu w strefie spalania w kierunku na zewnatrz palnika i ulatwia w ten sposób zassanie paliwa.Laboratoryjny prototyp palnika przedstawionego na fig. 9 byl poddawany badaniom pod kominkiem o wysokosci ok. 13 cm przy zastosowaniu kolejno metanu i gazu miejskiego w dwóch oddzielnych próbach. Palnik skladal sie z 38 jednakowych ru¬ rek cylindrycznych o srednicy wewnetrznej 4,5 mm i zewnetrznej srednicy 5 mm. Rurki byly rozmiesz¬ czone na przemian w szeregach zawierajacych po 8 i 7 rurek tworzac palnik prostokatny o wymia- 5 rach 26 mm X 45 mm i o wysokosci 19 mm. W ply¬ cie 40 strefy odlotowej wywiercono 60 otworów o srednicy 0,5 mm tworzacych miedzy rurkami powietrznymi siatke szesciokatów foremnych, jak to pokazano na fig. 9. Przy zastosowaniu kominka i° o wysokosci 13 cm osiagnieto maksymalna wydaj¬ nosc cieplna palnika przy podcisnieniu w rurkach powietrznych wynoszacym 0,05 mm slupa wody.Dla metanu maksymalna wydajnosc cieplna wy¬ nosila 68 kcal/godz/cm2 a dla gazu miejskiego is 80 kcal/godz/cm2.Palniki wedlug wynalazku sa zwarte w budowie a wiec zapewniaja dobra wydajnosc cieplna z jed¬ nostki powierzchni pracuja przy niewielkim spad¬ ku cisnienia w rurkach powietrznych oraz moga pracowac na wielu róznych paliwach i przy wspól¬ czynniku nadmiaru powietrza zmiennym w bardzo szerokich granicach. Poza tym moga byc wykonane w wielu rozmaitych odmianach ksztaltowych. 25 35 PL