RU2039319C1

RU2039319C1 - Combustion apparatus

Info

Publication number: RU2039319C1
Application number: SU904830032A
Authority: RU
Inventors: Мэндир Кулвант
Original assignee: Валор Лимитед
Priority date: 1989-05-27
Filing date: 1990-05-22
Publication date: 1995-07-09
Also published as: EP0400845B1; KR100208308B1; IE66573B1; CN1020654C; DE69014715T2; CS9002492A2; ZA903916B; IE901824L; CA2017408A1; GB8912304D0; PL161907B1; CN1049223A; DE69014715D1; KR900018597A; ES2065488T3; DK0400845T3; HRP921401A2; ATE115267T1; AR243668A1; CZ280179B6

Abstract

FIELD: simulating combustion of solid fuel. SUBSTANCE: combustion apparatus has gas injecting burner with fire openings in the plane of its outlet section. The burner is arranged along the axis of the combustion chamber provided with openings 11 for supplying the secondary air at its inlet part and having radiating nozzle 7 at its outlet part. Burner 3 immediately underlies nozzle 7. Openings 11 for supplying the secondary air to combustion chamber 5 are made below the level of the fire openings of burner 3. Nozzle 7 is made up as a ceramic unit having members for simulating solid fuel, spread over its surface, and openings 13 through which the flame and burning gas can flow and mix with air above nozzle 7 to contribute to complete burning out outside of combustion chamber 5. EFFECT: improved design. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к газогорелочным устройствам, используемым для получения газового пламени, создающего эффект сжигания твердого топлива. The invention relates to gas burner devices used to produce a gas flame creating the effect of burning solid fuel.

При некоторых известных газовых пламенах, создающих эффект сжигания твердого топлива, одна или более горелок, сжигающих смешанный с воздухом газ, обеспечивают основное тепло и жар, и эти горелки или несколько находящихся ниже горелок, сжигающих смешанный с воздухом или чистый газ, обеспечивают тонкие пламена, которые добавляют пламени визуальный эффект, но мало тепла. Такой тип известного устройства требует селективного управления различными горелками, чтобы обеспечить оптимальный результат в отношении тепловой производительности и визуального эффекта, чтобы избежать плохого сжигания и образования сажи, которое может иметь место. Однако таким известным пламенам присуща склонность к образованию сажи и плохому сжиганию из-за столкновения пламен с имитирующими твердое топливо элементами, под которыми обычно располагаются горелки. Обычно эти известные пламена используются с теплообменником, а продукты сгорания, которые должны быть удалены, выводятся через дымоход. В случае чисто декоративного пламени продукты сгорания сразу же удаляются через дымоход. With some known gas flames that produce the effect of burning solid fuel, one or more burners burning gas mixed with air provides the main heat and heat, and these burners or several downstream burners burning mixed with air or clean gas provide thin flames, which add flame visual effect but little heat. This type of prior art device requires the selective control of various burners in order to provide an optimum result in terms of thermal performance and visual effect, in order to avoid the poor combustion and soot formation that may occur. However, these known flames are prone to soot formation and poor combustion due to the collision of flames with solid fuel simulating elements, under which burners are usually located. Typically, these well-known flames are used with a heat exchanger, and the combustion products that must be removed are discharged through a chimney. In the case of a purely decorative flame, the combustion products are immediately removed through the chimney.

Целью изобретения является создание простого, но высокоэффективного газогорелочного устройства, которое может обеспечить визуальный эффект при хорошем сжигании, позволяющий использовать его в устройствах вентилируемого и невентилируемого типа. The aim of the invention is to provide a simple but highly efficient gas burner device, which can provide a visual effect with good combustion, allowing its use in devices of a ventilated and non-ventilated type.

Согласно изобретению предложено горелочное устройство, содержащее газовую инжекционную горелку с огневыми отверстиями в плоскости ее выходного среза, причем горелка расположена вдоль оси камеры сгорания, снабженной отверстиями для подачи вторичного воздуха в ее входном участке и излучающей насадкой в ее выходном участке. С целью повышения эффективности сгорания и улучшения наглядного моделирования горения реального твердого топлива горелка расположена непосредственно под насадкой, и отверстия для подачи вторичного воздуха в камеру сгорания выполнены ниже уровня расположения огневых отверстий горелки, причем насадка выполнена в виде керамического блока с элементами, моделирующими твердое топливо, распределенными по его поверхности, и отверстиями между по меньшей мере некоторыми из указанных элементов для прохода пламени и сгораемых газов и смешивания последних с воздухом над насадкой для способствования полному сгоранию снаружи камеры сгорания. According to the invention, there is provided a burner device comprising a gas injection burner with firing openings in the plane of its outlet cut, the burner being located along the axis of the combustion chamber provided with openings for supplying secondary air in its inlet section and a radiating nozzle in its outlet section. In order to increase the combustion efficiency and improve the visual simulation of the combustion of real solid fuel, the burner is located directly below the nozzle, and the holes for supplying secondary air to the combustion chamber are made below the location of the burner fire holes, and the nozzle is made in the form of a ceramic block with elements simulating solid fuel, distributed over its surface and openings between at least some of these elements for the passage of flame and combustible gases and mixed the latter with air above the nozzle to facilitate complete combustion outside the combustion chamber.

Горелка представляет собой стандартную газовую горелку щелевидного типа с предварительным смешением, предназначенную для создания желтых заостренных пламен, т. е. количество первичного воздуха недостаточно для осуществления полного сжигания. Камера сгорания представляет собой прямоугольный открытый сверху кожух с рядом горелок в основании кожуха, а имитирующая эффект сжигания твердого топлива конструкция, изготовленная, например, из керамического материала с упомянутыми отверстиями, расположенными между топливными элементами, закрывает верх камеры сгорания. Входные отверстия для вторичного воздуха располагаются предпочтительно в основании камеры сгорания ниже уровня выходных каналов горелки и устроены таким образом, чтобы обеспечивать недостаточное количество воздуха для осуществления полного сжигания, но достаточное количество воздуха, чтобы обеспечить сгорание газов в камере сгорания в пламенах, которые являются достаточно горячими, чтобы нагреть имитирующую эффект твердого топлива конструкцию до температуры, при которой сажеобразование, т.е. отложение углерода из-за столкновения пламен с имитирующей эффект твердого топлива конструкцией является минимальным. Избыток вторичного воздуха может привести к получению желтых, образующих сажу пламен ниже имитирующей эффект сжигания твердого топлива конструкции. Сбалансированное количество первичного и вторичного воздуха достаточно для создания пламен, которые достаточно горячи, чтобы сделать имитирующую твердое топливо конструкцию раскаленной. Предпочтительно отверстия в имитирующей твердое топливо конструкции имеют такой размер, который приводит к тому, что камера сгорания заполняется продуктами сгорания и обратный воздушный поток на краях отверстий является минимальным. Таким образом, когда продукты сгорания проходят через отверстия в имитирующей эффект твердого топлива конструкции, они перемешиваются с окружающим воздухом, и горение завершается с получением желтого пламени. Поскольку окончательное сгорание происходит в свободном воздухе и пламена не наталкиваются на какие-либо препятствия, сжигание дает наилучшие результаты. Поэтому дымоход может быть или не быть предусмотрен или даже необходим. Кроме того, если это желательно, может быть установлен теплообменник. The burner is a standard pre-mixed slit-type gas burner designed to create yellow pointed flames, i.e. the amount of primary air is not enough to fully burn. The combustion chamber is a rectangular casing open from above with a row of burners at the base of the casing, and a construction simulating the effect of burning solid fuel, made of, for example, ceramic material with the said openings located between the fuel elements, covers the top of the combustion chamber. The secondary air inlets are preferably located at the base of the combustion chamber below the level of the burner outlet channels and are arranged so as to provide insufficient air to allow complete combustion, but sufficient air to allow combustion of gases in the combustion chamber in flames that are hot enough in order to heat the solid fuel simulating effect to a temperature at which soot formation, i.e. carbon deposition due to collision of flames with a solid fuel simulating design is minimal. An excess of secondary air can result in yellow, soot-forming flames below the simulated solid fuel combustion design. A balanced amount of primary and secondary air is enough to create flames that are hot enough to make a solid fuel simulating design hot. Preferably, the holes in the solid fuel simulating structure are sized so that the combustion chamber is filled with combustion products and the return air flow at the edges of the holes is minimal. Thus, when the combustion products pass through the openings in the solid fuel simulating effect, they mix with the surrounding air and the combustion is completed to produce a yellow flame. Since the final combustion takes place in free air and the flames do not run into any obstacles, burning gives the best results. Therefore, a chimney may or may not be provided or even necessary. In addition, if desired, a heat exchanger may be installed.

Для обеспечения воспламенения может быть установлена пилотная или запальная система в камере сгорания или вблизи нее. Кроме того, в то время как одиночная горелка позволяет газовому потоку поворачиваться вниз при очень низких уровнях, горелка двойного типа или две либо более горелок могут быть установлены альтернативно. To ensure ignition, a pilot or ignition system can be installed in or near the combustion chamber. In addition, while a single burner allows the gas stream to turn down at very low levels, a double type burner or two or more burners can be installed alternatively.

Горелочное устройство, соответствующее изобретению, может таким образом обеспечить визуальный эффект без пеpвостепенной необходимости в дымоходе. Изобретение может с успехом использоваться, например, в портативном, кабинетном нагревателе, работающем на баллонном газе. The burner device of the invention can thus provide a visual effect without the overstressed need for a chimney. The invention can be successfully used, for example, in a portable, cabinet gas-fired heater.

На фиг. 1 и 2 схематически представлено поперечное сечение предлагаемого устройства (предпочтительный вариант). In FIG. 1 and 2 schematically shows a cross section of the proposed device (preferred option).

Предлагаемое устройство содержит горелочное устройство 1, имеющее щелевидную горелку 3, которая устроена таким образом, чтобы сжигать газ, смешанный с первичным количеством воздуха, в прямоугольной, имеющей вид кожуха камере сгорания 5. Щелевидная горелка 3 представляет собой вытянутую, имеющую вид полосы горелку с размещенными выходными отверстиями 3а, главным образом на горизонтальной верхней поверхности 3в горелки. Камера сгорания 5 изготавливается из металла и имеет открытую верхнюю часть, которая закрывается сверху имитирующей эффект твердого топлива конструкцией 7, которая изготавливается из керамического материала и имеет ряд отверстий 13 между имитирующими топливо элементами 15. С другой стороны, камера сгорания может быть полностью изготовлена из керамического материала. Горелка 3 располагается в основании 9 камеры сгорания 5 непосредственно под имитирующей эффект твердого топлива конструкцией 7. В другом случае, может быть установлен ряд горелок в нижней области 9 камеры сгорания 5 ниже уровня входных отверстий 11, чтобы обеспечить возможность подвода определенного количества вторичного воздуха в камеру сгорания 5. The device according to the invention comprises a burner device 1 having a slit-like burner 3, which is arranged so as to burn gas mixed with the primary amount of air in a rectangular, casing-like combustion chamber 5. The slit-like burner 3 is an elongated, strip-shaped burner with outlet openings 3a, mainly on the horizontal upper surface 3b of the burner. The combustion chamber 5 is made of metal and has an open upper part, which is closed on top by a solid fuel simulating effect 7, which is made of ceramic material and has a number of openings 13 between the fuel simulating elements 15. On the other hand, the combustion chamber can be completely made of ceramic material. The burner 3 is located in the base 9 of the combustion chamber 5 directly under the solid fuel simulating effect 7. In another case, a series of burners can be installed in the lower region 9 of the combustion chamber 5 below the level of the inlet openings 11 to allow a certain amount of secondary air to be supplied into the chamber combustion 5.

Горелка 3 устроена таким образом, что газ, который сгорает, смешан с количеством первичного воздуха, которого недостаточно, чтобы осуществить полное сжигание, т. е. количество первичного воздуха достаточно только для того, чтобы получить желтые заостренные пламена, когда создающая эффект топлива конструкция 7 еще не располагается. Количество вторичного воздуха, которое вводится в камеру сгорания 5 через входные отверстия 11, хотя и недостаточно для полного сжигания, но достаточно, чтобы обеспечить сгорание газов в камере сгорания 5 в виде пламен, которые являются достаточно горячими, чтобы нагреть имитирующую эффект твердого топлива конструкцию 7 до температуры, при которой сажеобразование при наталкивании пламен на имитирующую эффект твердого топлива конструкцию 7 является минимальным. Продукты сгорания проходят через отверстия 13 и в имитирующей эффект твердого топлива конструкции 7, причем отверстия 13 имеют такой размер, что камера сгорания 5 заполняется продуктами сгорания, и обратный воздушный поток вокруг краев отверстий 13 является минимальным. Когда продукты сгорания проходят через отверстия 13, они перемешиваются с окружающим воздухом, и при этом сгорание завершается с получением желтого пламени. Когда окончательное сжигание осуществляется в свободном воздухе, и пламена не наталкиваются на какие-либо препятствия, сгорание является наилучшим. Поэтому нет неизбежной необходимости в дымоходе или дымовой трубе. Burner 3 is designed in such a way that the gas that burns is mixed with the amount of primary air, which is not enough to fully burn, i.e. the amount of primary air is only enough to get yellow pointed flames when the fuel-generating structure 7 not yet located. The amount of secondary air that is introduced into the combustion chamber 5 through the inlet openings 11, although not sufficient for complete combustion, is sufficient to ensure the combustion of gases in the combustion chamber 5 in the form of flames that are hot enough to heat the solid fuel simulating effect 7 to a temperature at which soot formation when pushing flames on the simulating effect of solid fuel structure 7 is minimal. The combustion products pass through the openings 13 and in the structure 7 simulating the effect of solid fuel, the openings 13 being of such a size that the combustion chamber 5 is filled with combustion products and the return air flow around the edges of the openings 13 is minimal. When the combustion products pass through the openings 13, they are mixed with the surrounding air, and the combustion is completed with the formation of a yellow flame. When the final combustion is carried out in free air and the flames do not run into any obstacles, combustion is best. Therefore, there is no inevitable need for a chimney or chimney.

Имитирующая эффект твердого топлива конструкция 7 нагревается таким образом племенами в камере сгорания и действует как радиационный нагреватель, а горячие газы, проходящие через отверстия 13, заставляют края отверстия 13 становиться нагретыми достаточно для того, чтобы раскалиться докрасна, как при реальном огне, причем желтые пламена, полученные при полном сжигании в окружающей атмосфере, дают прибавку как к визуальному эффекту, так и к тепловой производительности. The solid fuel simulating effect of the structure 7 is thus heated by the tribes in the combustion chamber and acts as a radiation heater, and the hot gases passing through the openings 13 cause the edges of the openings 13 to become heated enough to red-hot, as in real fire, with yellow flames obtained by complete combustion in the surrounding atmosphere, add to both the visual effect and thermal performance.

Имитирующая твердое топливо конструкция 7 может изготавливаться в виде множества горизонтальных поверхностей и сегментов из материала типа керамики или комбинации металла и керамики, либо это может быть полностью металлическая конструкция. Она может быть устроена таким образом, чтобы изменять характеристики горения для изменения цвета пламени и его формы вместе с изменениями камеры сгорания 5, которая может быть изготовлена из материалов иных, чем металл. Чтобы обеспечить воспламенение, воспламенитель 17 в виде пилотной или запальной системы может быть расположен в камере сгорания 5. The solid fuel simulating structure 7 can be made in the form of a plurality of horizontal surfaces and segments from a material such as ceramic or a combination of metal and ceramic, or it can be an all-metal structure. It can be arranged in such a way as to change the combustion characteristics to change the color of the flame and its shape along with changes in the combustion chamber 5, which can be made of materials other than metal. To ensure ignition, the ignitor 17 in the form of a pilot or ignition system can be located in the combustion chamber 5.

Таким образом, предлагаемое горелочное устройство дает визуальный эффект без необходимости предварительного обеспечения дымохода или дымовой трубы. Thus, the proposed burner device gives a visual effect without the need for preliminary provision of the chimney or chimney.

Claims

1. BURNER DEVICE, comprising a gas injection burner with fire holes in the plane of its exit slice, placed along the axis of the combustion chamber, provided with holes for supplying secondary air in its inlet section and a radiating nozzle in its outlet section, characterized in that, in order to increase the efficiency of the combustion process and the simplicity of modeling the combustion of real solid fuel, the burner is located directly under the nozzle and the holes for supplying secondary air to the combustion chamber are made neither e level arrangement firing burner openings, wherein the nozzle is formed as a ceramic block with elements that simulate a solid fuel, distributed over its surface and openings between at least some of said elements for the flame passage and combustible gases and mixing the latter with the air above the nozzle.

2. The device according to claim 1, characterized in that the combustion chamber is made in the form of a rectangular box.

3. The device according to paragraphs. 1 and 2, characterized in that the gas burner is made in the form of a tubular manifold.

4. The device according to claims 1 to 3, characterized in that it is additionally equipped with an igniter located in the combustion chamber.