RU2094703C1 - Surface-combustion gas burner - Google Patents

Surface-combustion gas burner Download PDF

Info

Publication number
RU2094703C1
RU2094703C1 RU9696111400A RU96111400A RU2094703C1 RU 2094703 C1 RU2094703 C1 RU 2094703C1 RU 9696111400 A RU9696111400 A RU 9696111400A RU 96111400 A RU96111400 A RU 96111400A RU 2094703 C1 RU2094703 C1 RU 2094703C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
gas
burner
nozzle
metal
heat
Prior art date
Application number
RU9696111400A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU96111400A (en
Inventor
А.Ф. Геков
Н.М. Липовый
А.Н. Попов
Ф.Н. Смусь
Б.Е. Фарфель
Original Assignee
Геков Анатолий Федорович
Липовый Николай Максимович
Смусь Филипп Николаевич
Фарфель Борис Евгеньевич
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Геков Анатолий Федорович, Липовый Николай Максимович, Смусь Филипп Николаевич, Фарфель Борис Евгеньевич filed Critical Геков Анатолий Федорович
Priority to RU9696111400A priority Critical patent/RU2094703C1/en
Priority to PCT/RU1996/000321 priority patent/WO1997048949A1/en
Priority to AU76575/96A priority patent/AU7657596A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2094703C1 publication Critical patent/RU2094703C1/en
Publication of RU96111400A publication Critical patent/RU96111400A/en

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D14/00Burners for combustion of a gas, e.g. of a gas stored under pressure as a liquid
    • F23D14/12Radiant burners
    • F23D14/14Radiant burners using screens or perforated plates
    • F23D14/149Radiant burners using screens or perforated plates with wires, threads or gauzes as radiation intensifying means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2203/00Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10Flame diffusing means
    • F23D2203/105Porous plates
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2203/00Gaseous fuel burners
    • F23D2203/10Flame diffusing means
    • F23D2203/105Porous plates
    • F23D2203/1055Porous plates with a specific void range
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F23COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
    • F23DBURNERS
    • F23D2212/00Burner material specifications
    • F23D2212/20Burner material specifications metallic
    • F23D2212/201Fibres

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Luminescent Compositions (AREA)
  • Gas Burners (AREA)

Abstract

FIELD: gas burners of different application heating members using heat of combusted gas; household gas ranges. SUBSTANCE: surface combustion gas burner has gas nozzle, mixer, burner tip and protective cover. Burner tip is metal-and-felt porous body made of heat resistant and refractory alloy with fully open variable thickness volumetric porosity within 90 and 98% with variable size pores in range of 50 and 1000 μm in burner tip thickness decreasing in direction towards protective cover with discrete fibers projecting over external surface and arranged at angle relative to surface. Metal-and-felt porous body is installed in holder made of refractory material. EFFECT: enlarged operating capabilities. 3 dwg , 1 tbl

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике, газовой промышленности и может быть использовано при создании газовых плит коммунально-бытового назначения, газогорелочных устройств теплоэнергетического оборудования и нагревательных элементов различного назначения, использующих тепло сжигаемого газа. The invention relates to a power system, the gas industry and can be used to create gas stoves for domestic use, gas burner devices of heat power equipment and heating elements for various purposes, using the heat of combusted gas.

Использование сжигаемого газа, особенно в коммунально-бытовых целях, порождает экологические проблемы, связанные с выбросом в окружающую среду вредных, в том числе и токсичных, продуктов сгорания, например окиси углерода CO и др. The use of combustible gas, especially for domestic purposes, causes environmental problems associated with the release into the environment of harmful, including toxic, combustion products, for example carbon monoxide CO, etc.

В разных странах эти проблемы решаются по-разному, тем не менее существует несколько направлений разработок, направленных на создание более экологичных газовых приборов: отсос вредных продуктов сгорания, (патент США N 4235220, 1980); рециркуляция их (заявка на европейский патент N 0372660, 1988); дожиг продуктов сгорания (заявка Великобритании N 1459472, 1976); каталитическая очистка (авт. св. СССР N 1778450, 1992); автоматическое регулирование параметров газа в зависимости от концентраций вредных веществ, например, использование радиационных горелок в сочетании с каталитическими элементами. Для последнего направления характерно использование в горелочной насадке пористых высокотемпературностойких структур, таких, как стекловолокно, стеклокерамика, металлокерамика (патент США N 5326631, F 23 D, 14/12) предложена горелка, верхняя часть которой выполнена в виде матрицы из спеченных металлических и керамических волокон со связующим агентом, образуя пористую структуру. In different countries, these problems are solved in different ways, however, there are several areas of development aimed at creating more environmentally friendly gas appliances: exhaustion of harmful combustion products, (US patent N 4235220, 1980); their recycling (European patent application N 0372660, 1988); afterburning of combustion products (UK application N 1459472, 1976); catalytic purification (ed. St. USSR N 1778450, 1992); automatic regulation of gas parameters depending on the concentration of harmful substances, for example, the use of radiation burners in combination with catalytic elements. The latter direction is characterized by the use of porous high-temperature-resistant structures in the nozzle, such as fiberglass, glass ceramics, cermets (US Pat. No. 5,326,631, F 23 D, 14/12). A burner is proposed, the upper part of which is made in the form of a matrix of sintered metal and ceramic fibers. with a bonding agent, forming a porous structure.

В патенте Франции N 2691527, F 24 C, 3/06 описана стеклокерамическая газовая горелка, над которой дополнительно установлена пластина из стеклокерамики, а между пластиной и горелкой организован отсос продуктов сгорания. French patent N 2691527, F 24 C, 3/06 describes a glass-ceramic gas burner, on top of which a glass-ceramic plate is additionally installed, and combustion products are suctioned between the plate and the burner.

В патенте Великобритании N 2267750 F 24 C, 15/00 предложен лучистый нагреватель в виде листа из керамического материала, под которым установлен тепловой источник с газовой горелкой, при этом верхняя часть газовой горелки выполнена в виде таблетки из пористого керамического материала, при этом из пространства между таблеткой и листом откачивают продукты сгорания. In British patent N 2267750 F 24 C, 15/00 proposed radiant heater in the form of a sheet of ceramic material, under which a heat source with a gas burner is installed, while the upper part of the gas burner is made in the form of a tablet of porous ceramic material, while from the space combustion products are pumped out between the tablet and the sheet.

Известна горелка инфракрасного излучения ГИИ-19А с полным предварительным смешением газа с воздухом и горелочным насадком из керамических плиток с диаметром каналов для прохода газовоздушной смеси 1,5 мм (Иссерлин А.С. Газовые горелки. М. Недра, 1966, с. 60)
Известна горелка инфракрасного излучения типа ИГК с горелочным насадком в виде обоймы с пакетом пластин, скрепленных стержнями, горение газовоздушной смеси, в которой происходит в зазоре между пластинами, которые одновременно являются стабилизаторами, предотвращающими проскок и отрыв пламени (Иванов Ю. В. Основы расчета и проектирования газовых горелок. М. Гостоптехиздат, 1963, с. 68).
A well-known infrared radiation burner GII-19A with complete preliminary mixing of gas with air and a burner nozzle made of ceramic tiles with a channel diameter for passage of a gas-air mixture of 1.5 mm (Isserlin AS Gas burners. M. Nedra, 1966, p. 60)
A known infrared burner of the IGK type with a burner nozzle in the form of a holder with a package of plates fastened by rods, combustion of the gas-air mixture in which occurs in the gap between the plates, which are simultaneously stabilizers that prevent breakthrough and flame off (Ivanov Yu. V. Fundamentals of calculation and design of gas burners. M. Gostoptekhizdat, 1963, p. 68).

Также известна радиационная горелка ГК-27, имеющая излучательную поверхность из двух рядов сетки. Процесс горения происходит в пространстве между сетками, которые, нагреваясь до высокой температуры (-800oC), становятся мощными излучателями (Иссерлин А.С. Газовые горелки. М. Недра, 1966, с. 59). Данная конструкция выбрана в качестве прототипа.Also known radiation burner GK-27, having a radiating surface of two rows of the grid. The combustion process occurs in the space between the grids, which, when heated to a high temperature (-800 o C), become powerful emitters (Isserlin AS Gas burners. M. Nedra, 1966, p. 59). This design is selected as a prototype.

Недостатками известных решений являются:
малый диапазон устойчивой работы и невысокий предел регулирования, вызванные опасностью проскока пламени (особенно на периферии насадка, где скорость газовоздушной смеси минимальная) при снижении исходного давления газа и изменении режимов работы, что вынуждает вводить в конструкцию горелки конфузор перед насадком для увеличения и выравнивания профиля скорости потока, а также охлаждение насадка водой, воздухом или газом;
ограниченный радиационный теплоотвод (50-70%), вследствие использования материалов с относительно невысокой степенью черноты излучающей поверхности (ε 0.6-0.8), невысокой температуры излучающей поверхности (не выше 900oC) и малой шероховатости поверхности, связанной с малой поверхностной пористостью (поверхность излучения определяется геометрическим размером насадка);
невысокая прочность насадка, вызванная хрупкостью керамики (вероятность разрушения из-за различных КТР с корпусом горелки);
невысокая приемистость из-за медленного прогрева керамики (tзапуска>60 с); в промышленных горелках запуск производится с предварительным прогревом насадка при пониженном количестве эжектируемого воздуха;
повышенные требования к геометрическим параметрам смесителя, для обеспечения полноты перемешивания газа и воздуха перед насадком.
The disadvantages of the known solutions are:
a small range of stable operation and a low control limit caused by the danger of flame penetration (especially on the periphery of the nozzle, where the air-gas mixture is at a minimum) while lowering the initial gas pressure and changing operating modes, which forces the confuser to be inserted into the burner design in front of the nozzle to increase and align the velocity profile flow, as well as cooling the nozzle with water, air or gas;
limited radiative heat sink (50-70%) due to the use of materials with a relatively low degree of blackness of the radiating surface (ε 0.6-0.8), low temperature of the radiating surface (not higher than 900 o C) and low surface roughness associated with low surface porosity (surface radiation is determined by the geometric size of the nozzle);
low nozzle strength caused by the fragility of ceramics (the probability of destruction due to various KTP with the burner body);
low pick-up due to slow heating of ceramics ( starting t> 60 s); in industrial burners, the start-up is carried out with preliminary heating of the nozzle with a reduced amount of ejected air;
increased requirements for the geometric parameters of the mixer, to ensure complete mixing of gas and air in front of the nozzle.

Задача изобретения повышение эффективности (к.п.д.) горелки; повышение надежности; повышение экологичности; увеличение приемистости горелки. The objective of the invention is to increase the efficiency (efficiency) of the burner; increased reliability; environmental friendliness; increased torch throttle response.

Указанная задача достигается тем, что в радиационной газовой горелке, содержащей газовое сопло, смеситель, горелочный насадок и защитную крышку, горелочный насадок выполнен в виде металловойлочного пористого тела, изготовленного из дискретных волокон нитевой проволоки жаропрочного и жаростойкого сплава с полностью открытой, переменной по толщине объемной пористостью в интервале 90-98% с переменным по толщине горелочного насадка средним размером пор в диапазоне 50-1000 мкм, уменьшающимся в направлении к защитной крышке, с дискретными волокнами, выступающими над внешней поверхностью и расположенными под углом к последней. При этом металловойлочное пористое тело установлено в несущую обойму из жаропрочного материала. This problem is achieved by the fact that in a radiation gas burner containing a gas nozzle, mixer, burner nozzle and protective cover, the burner nozzle is made in the form of a metal-porous porous body made of discrete fibers of a filament wire of heat-resistant and heat-resistant alloy with a completely open volumetric variable in thickness porosity in the range of 90-98% with a variable thickness of the burner nozzle with an average pore size in the range of 50-1000 μm, decreasing towards the protective cover, with discrete fibers protruding above the outer surface and at an angle to the latter. In this case, the metal-porous porous body is installed in a supporting cage of heat-resistant material.

На фиг. 1 изображена горелка с двухступенчатым забором воздуха; на фиг. 2 горелка с одноступенчатым забором воздуха; на фиг. 3 узел I на фиг. 2. In FIG. 1 shows a burner with a two-stage air intake; in FIG. 2 burner with single-stage air intake; in FIG. 3 node I in FIG. 2.

Горелка включает в себя, по крайней мере одно, газовое сопло 1, установленное на кронштейне 2, например, в виде уголка, образующего участок первой ступени забора воздуха, смеситель 3, состоящий их инжектора 4, камеры смешения 5 и диффузора 6, горелочный насадок 7 из металловойлочного пористого тела 8, с выступающими над внешней поверхностью отдельными дискретными волокнами 9; металловойлочное пористое тело 8 вставлено в несущую обойму 10 из жаропрочного материала, например, нержавеющей стали, заборник воздуха второй ступени 11 (при необходимости) и регулятор забора воздуха 12. Над насадком 7 размещается защитная крышка 13, с сеткой 14 из жаропрочного и жаростойкого, например, хромоникелевого сплава, обладающего каталитическими свойствами. The burner includes at least one gas nozzle 1 mounted on the bracket 2, for example, in the form of a corner forming a portion of the first stage of air intake, a mixer 3 consisting of an injector 4, a mixing chamber 5 and a diffuser 6, a burner nozzle 7 from a metal-porous porous body 8, with discrete individual fibers 9 protruding above the outer surface; metal-porous porous body 8 is inserted into the supporting cage 10 of heat-resistant material, for example, stainless steel, a second-stage air intake 11 (if necessary) and an air intake regulator 12. A protective cover 13 is placed above the nozzle 7, with a mesh 14 made of heat-resistant and heat-resistant, for example , nickel chromium alloy having catalytic properties.

В процессе работы, газ поступает из магистрали или баллона через газовое сопло 1 в смеситель 3. Выходящая из сопла 1 струя газа эжектирует окружающий воздух и направляет его в смеситель 3. В случает исполнения горелки с единичным газовым соплом, газ и воздух поступают в инжектор 4, а в случае многосопловой схемы инжекции непосредственно в камеру смешения 5. Проходя через заборник воздуха второй ступени 11, газовая струя эжектирует воздух и направляет его в инжектор 4, где происходит выравнивание поля скоростей. После инжектора 4 газ и воздух поступают в камеру смешения 5, где происходит их перемешивание и образование газовоздушной смеси. В диффузоре 6 продолжается перемешивание газа и воздуха, образование газовоздушной смеси и восстановление давления, необходимого для преодоления сопротивления металловойлочного пористого тела 8 горелочного насадка 7. После смесителя газовоздушная смесь поступает в горелочный насадок 7, в нижней части которого заканчивается подготовка газовоздушной смеси (окончательный этап смешения и подогрев смеси). Горение газовоздушной смеси происходит в каналах верхней части металловойлочного пористого тела 8 горелочного насадка 7. В результате горения газовоздушной смеси в каналах металловойлочного пористого тела 8 насадка 7, происходит прогрев последних до температуры 950-1050oC. Каталитический дожиг газовоздушной смеси осуществляется последовательно на нагретых волокнах внешней поверхности металловойлочного пористого тела 8 насадка 7, на раскаленных дискретных волокнах 9, выступающих над верхней поверхностью металловойлочного пористого тела 8 насадка 7, и на сетке 14 защитной крышки 13 горелочного насадка 7.In the process, gas flows from the main or cylinder through the gas nozzle 1 to the mixer 3. The gas jet exiting from the nozzle 1 ejects ambient air and directs it to the mixer 3. In the case of a burner with a single gas nozzle, gas and air enter the injector 4 , and in the case of a multi-nozzle injection scheme directly into the mixing chamber 5. Passing through the air intake of the second stage 11, the gas jet ejects air and directs it to the injector 4, where the velocity field is aligned. After the injector 4, gas and air enter the mixing chamber 5, where they are mixed and the formation of a gas-air mixture. In the diffuser 6, the mixing of gas and air continues, the formation of the gas-air mixture and the restoration of the pressure necessary to overcome the resistance of the metal-porous porous body 8 of the burner nozzle 7. After the mixer, the gas-air mixture enters the burner nozzles 7, in the lower part of which the preparation of the gas-air mixture ends (the final stage of mixing and heating the mixture). The combustion of the gas-air mixture takes place in the channels of the upper part of the metal-washed porous body 8 of the burner nozzle 7. As a result of the combustion of the gas-air mixture in the channels of the metal-washed porous body 8 of the nozzle 7, the latter is heated to a temperature of 950-1050 o C. The catalytic afterburning of the gas-air mixture is carried out sequentially on heated fibers the outer surface of the metal-washed porous body 8 nozzle 7, on hot discrete fibers 9, protruding above the upper surface of the metal-washed porous body 8 nozzle 7, and on the grid 14 of the protective cover 13 of the burner nozzle 7.

Предлагаемая горелка отличается тем, что горелочный насадок выполнен из металловойлочного пористого тела, изготовленного из дискретных волокон нитевой проволоки жаропрочного и жаростойкого, например, хромоникелевого сплава, установленного в несущей обойме из жаропрочного материала, например, нержавеющей стали, и имеющего специально организованные геометрические и конструктивные параметры:
полностью открытую объемную пористостью в интервале 90-98% со средними размерами пор 50-1000 мкм, где нижний предел определяется необходимостью минимизации величины сопротивления по газовоздушному тракту горелки для предотвращения неустойчивости горения газовоздушной смеси, а верхний предел определяется переходом в режим многофакельного горения, с частичной потерей признаков радиационной горелки;
переменный по толщине горелочного насадка средний размером пор в диапазоне 50-1000 мкм, уменьшающийся в направлении к защитной крышке, совпадающем с направлением истечения газовоздушной смеси; такая структура пор обеспечивает в нижней части насадка окончательную подготовку газовоздушной смеси и охлаждение ее за счет теплопроводности металловойлока в радиальном направлении, в средней части насадка ускорение газовоздушного потока, за счет уменьшения проходного сечения, и подогрев газовоздушной смеси от фронта горения, за счет теплопроводности металловойлока в осевом направлении, и в верхней части насадка горение смеси в паровых каналах и каталитический дожиг в верхнем слое волокон;
дискретные волокна, выступающие над внешней поверхностью, расположенные под произвольным углом к последней;
установка металловойлочного пористого тела в несущую обойму из жаропрочного материала без зазора, обеспечивающая охлаждение газовоздушной смеси по внешнему периметру пористого тела за счет теплопроводности металловойлока в радиальном направлении к несущей обойме.
The proposed burner is characterized in that the burner nozzle is made of a metal-porous porous body made of discrete fibers of a heat-resistant and heat-resistant filament wire, for example, a nickel-chromium alloy, mounted in a support cage of heat-resistant material, for example, stainless steel, and having specially organized geometric and structural parameters :
fully open volume porosity in the range of 90-98% with average pore sizes of 50-1000 μm, where the lower limit is determined by the need to minimize the resistance along the gas-air path of the burner to prevent combustion instability of the gas-air mixture, and the upper limit is determined by the transition to multi-torch combustion, with partial loss of signs of a radiation burner;
variable in thickness of the burner nozzle, the average pore size in the range of 50-1000 μm, decreasing in the direction of the protective cover, coinciding with the direction of the outflow of the gas-air mixture; Such a pore structure provides in the lower part of the nozzle the final preparation of the gas-air mixture and its cooling due to the thermal conductivity of the metal lock in the radial direction, in the middle part of the nozzle, acceleration of the gas-air flow, due to a decrease in the cross-section, and heating of the gas-air mixture from the combustion front, due to the thermal conductivity of the metal lock in axial direction, and in the upper part of the nozzle, burning the mixture in the vapor channels and catalytic afterburning in the upper layer of fibers;
discrete fibers protruding above the outer surface, located at an arbitrary angle to the latter;
installation of a metal-washed porous body in a supporting cage of heat-resistant material without a gap, which provides cooling of the gas-air mixture along the outer perimeter of the porous body due to the thermal conductivity of the metal fusion in the radial direction to the supporting cage.

Кроме этого, дополнительный эффект может быть достигнут выбором толщины металловойлочного пористого тела, из условия регулярности структуры металловойлока (нижний предел) и газовой проницаемости, обеспечивающей расход газовоздушной смеси, соответствующий максимальной производительности (верхний предел). In addition, an additional effect can be achieved by choosing the thickness of the metal-washed porous body, from the condition of the regularity of the metal-steel structure (lower limit) and gas permeability, which ensures the flow of the gas-air mixture corresponding to the maximum productivity (upper limit).

Следствием введения новых конструктивных признаков является:
1) повышение эффективности (Qизлучения>0.9Qсгорания газа) горелки за счет:
а) подготовки к горению газовоздушной смеси (подогрев и перемешивание) в нижнем слое металловойлока в микрообъемах, определяемых размерами пор и, как следствие этого, повышения температуры излучающей поверхности;
б) высокой излучательной способности внешней поверхности горелочного насадка (e>0.9), достигающейся за счет высокой степени черноты шпинельного окисла, образующегося на поверхности волокон, и высокой степенью шероховатости поверхности металловойлока;
в) высокой температуры теплоизлучающей поверхности насадка (1000-10500С);
г) высокой газовой проницаемости насадка (K>2•1010м2) обеспечивающей, за счет выбора параметров металловойлока, расход газовоздушной смеси, соответствующий максимальной производительности при выбранных габаритах теплоизлучающей поверхности;
2) повышение надежности за счет:
а) исключение проскока пламени при изменении режимов работы горелки за счет наличия в металловойлоке извилистых каналов, образуемых порами с характерным средним размером 50-1000 мкм, уменьшающимся по толщине насадка в направлении к защитной крышке, совпадающим с направлением истечения газовоздушной смеси, а также, за счет размещения металловойлочного пористого тела в несущей обойме без зазора, обеспечивающего охлаждение газовоздушной смеси по внешнему периметру пористого тела за счет теплопроводности металловойлока в радиальном направлении к несущей обойме;
б) наличия на внешней поверхности горелочного насадка раскаленных дискретных волокон в виде "щетки", выполняющих роль стабилизатора горения, а также обеспечивающих каталитический дожиг газовоздушной смеси;
в) установки металловойлочного пористого тела в несущей обойме, обеспечивающей снятие термических напряжений с металловойлока в процессе включения-выключения горелки и герметичность соединения насадка с корпусом;
г) изготовления металловойлока из жаропрочного и жаростойкого, например, хромоникелевого, сплава;
3) повышение экологичности за счет трехступенчатого каталитического дожигания газовоздушной смеси последовательно на окисленных поверхностях в верхнем слое металловойлока, на раскаленных дискретных волокнах над поверхностью насадка и на сетке защитной крышки (содержание продуктов сгорания: CO не выше 0.008%/об. NO2 не выше 0.0002%/об. H2 не выше 0.08%/об. H2S не выше 0.0001%/об.);
4) повышение приемистости за счет высокой теплопроводности металлических волокон, например, из хромоникелевых сплавов, и, как следствие, быстрого прогрева насадка при запуске (время прогрева до номинальной температуры при запуске из холодного состояния менее 20 с, при повторном запуске после выключения 1-5 с);
5) повышение устойчивости работы горелки и пределов регулирования за счет исключения проскока и срыва пламени (диапазон устойчивой работы по тепловой нагрузке не менее 1:8, диапазон регулирования не менее 1:6).
The consequence of the introduction of new design features is:
1) increase the efficiency (Q emission> 0.9Q burn Nia gas) torch by means of:
a) preparation for combustion of the gas-air mixture (heating and mixing) in the lower layer of metal lock in microvolumes determined by the pore size and, as a consequence, increasing the temperature of the radiating surface;
b) the high emissivity of the outer surface of the burner nozzle (e> 0.9), achieved due to the high degree of blackness of the spinel oxide formed on the surface of the fibers and a high degree of surface roughness
c) high temperature of the heat-emitting surface of the nozzle (1000-1050 0 С);
d) a high gas permeability of the nozzle (K> 2 • 10 10 m 2 ) which ensures, due to the choice of the metal felt parameters, the gas-air mixture flow rate corresponding to the maximum performance at the selected dimensions of the heat-emitting surface;
2) increased reliability due to:
a) the exclusion of flame leakage when changing the burner operating modes due to the presence of tortuous channels in the metal lock formed by pores with a characteristic average size of 50-1000 μm, decreasing in thickness of the nozzle in the direction of the protective cover, coinciding with the direction of the outflow of the gas-air mixture, and also due to the placement of the metal-washed porous body in the supporting cage without a gap providing cooling of the gas-air mixture along the outer perimeter of the porous body due to the thermal conductivity of the metal lock in the radial direction enii a carrier cage;
b) the presence on the outer surface of the burner nozzle of hot discrete fibers in the form of a "brush", acting as a combustion stabilizer, as well as providing a catalytic afterburning of the gas-air mixture;
c) the installation of a metal-washed porous body in a supporting cage, which ensures the removal of thermal stresses from the metal lock in the process of switching the burner on and off and the tightness of the connection between the nozzle and the housing;
d) the manufacture of metalloki from heat-resistant and heat-resistant, for example, chromium-nickel alloy;
3) environmental friendliness due to a three-stage catalytic afterburning of the gas-air mixture sequentially on oxidized surfaces in the upper layer of metal felts, on hot discrete fibers above the nozzle surface and on the protective cover mesh (content of combustion products: CO not higher than 0.008% / vol. NO 2 not higher than 0.0002 % / vol. H 2 not higher than 0.08% / vol. H 2 S not higher than 0.0001% / vol.);
4) increased injectivity due to the high thermal conductivity of metal fibers, for example, from chromium-nickel alloys, and, as a result, a quick warm-up of the nozzle at start-up (warm-up time to nominal temperature when starting from a cold state is less than 20 s, when restarting after switching off 1-5 from);
5) increasing the stability of the burner and the limits of regulation due to the exclusion of breakthrough and flame failure (the range of stable operation of the heat load is not less than 1: 8, the regulation range is not less than 1: 6).

Экспериментальные технические характеристики двух типоразмеров радиационной газовой горелки с горелочным насадком из металловойлочного материала, для варианта с инжекцией воздуха, применительно к бытовой газовой плите на сжиженном газе (смесь пропан-бутан) представлены в таблице, где
*) ограничено имевшимися возможностями стенда;
**) применительно к бытовым плитам
***) на расстоянии 5-10 мм от поверхности защитной крышки;
****) на расстоянии 300-500 мм от поверхности защитной крышки.
The experimental technical characteristics of two sizes of a radiation gas burner with a burner nozzle made of metal-sintered material, for the air injection version, as applied to a household gas stove using liquefied gas (propane-butane mixture) are presented in the table where
* ) limited by the available capabilities of the stand;
** ) in relation to household stoves
*** ) at a distance of 5-10 mm from the surface of the protective cover;
**** ) at a distance of 300-500 mm from the surface of the protective cover.

Изобретение позволяет непосредственно перейти к его использованию на существующих конструкциях газовых горелок бытового и промышленного назначения. Например, горелочный насадок, выполненный заодно с обоймой, с геометрическими размерами соответствующими кратеру инжекционных горелок выпускаемых промышленностью, непосредственно сочленяется с существующими горелками бытовых газовых плит. The invention allows you to directly go to its use on existing designs of gas burners for domestic and industrial use. For example, a burner nozzle, made at the same time with a cage, with geometric dimensions corresponding to the crater of injection burners manufactured by the industry, directly mates with existing burners of domestic gas stoves.

Claims (1)

Радиационная газовая горелка, содержащая по крайней мере одно газовое сопло, смеситель, насадок, по крайней мере один воздухозаборник с регулятором, защитную крышку с сеткой из каталитического материала, отличающаяся тем, что горелочный насадок выполнен в виде металловойлочного пористого тела из дискретных волокон нитевой проволоки жаропрочного и жаростойкого сплава с полностью открытой объемной пористостью в интервале 90 98% с переменным по толщине горелочного насадка средним размером пор в диапазоне 50 1000 мкм, уменьшающимся в направлении к защитной крышке, с дискретными волокнами, выступающими над внешней поверхностью и расположенными под углом к последней, при этом металловойлочное пористое тело установлено в несущей обойме из жаропрочного материала. Radiation gas burner containing at least one gas nozzle, mixer, nozzles, at least one air inlet with a regulator, a protective cover with a mesh of catalytic material, characterized in that the burner nozzle is made in the form of a metal-steel porous body of discrete fibers of heat-resistant filament wire and heat-resistant alloy with a fully open volume porosity in the range of 90 98% with a variable thickness of the burner nozzle with an average pore size in the range of 50 to 1000 μm, decreasing in the direction and to the protective cover, with discrete fibers protruding above the outer surface and located at an angle to the latter, while the metal-porous porous body is installed in a supporting cage of heat-resistant material.
RU9696111400A 1996-06-18 1996-06-18 Surface-combustion gas burner RU2094703C1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9696111400A RU2094703C1 (en) 1996-06-18 1996-06-18 Surface-combustion gas burner
PCT/RU1996/000321 WO1997048949A1 (en) 1996-06-18 1996-11-11 Radiating gas burner
AU76575/96A AU7657596A (en) 1996-06-18 1996-11-11 Radiating gas burner

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU9696111400A RU2094703C1 (en) 1996-06-18 1996-06-18 Surface-combustion gas burner

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2094703C1 true RU2094703C1 (en) 1997-10-27
RU96111400A RU96111400A (en) 1997-11-10

Family

ID=20181602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU9696111400A RU2094703C1 (en) 1996-06-18 1996-06-18 Surface-combustion gas burner

Country Status (3)

Country Link
AU (1) AU7657596A (en)
RU (1) RU2094703C1 (en)
WO (1) WO1997048949A1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003064924A1 (en) * 2002-01-30 2003-08-07 Nikolai Maximovich Lipoviy Radiant gas burner
RU2577428C2 (en) * 2013-03-04 2016-03-20 Кхым Сок СОН Fan metal fibre gas torch
RU209658U1 (en) * 2021-11-29 2022-03-17 Иван Соломонович Пятов INFRARED GAS BURNER
RU2784251C1 (en) * 2022-01-21 2022-11-23 Иван Соломонович Пятов Permeable matrix for infrared torch and method for its manufacture

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB2446667B (en) * 2007-05-18 2009-04-01 Keramos Technology Ltd Gas fire ember element

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3472601A (en) * 1967-12-12 1969-10-14 Sango Toki Radiant gas burner element
US3870459A (en) * 1968-11-06 1975-03-11 British Petroleum Co Burner for use with fluid fuels
GB1439767A (en) * 1972-09-25 1976-06-16 Foseco Int Radiant gas burners
GB8405681D0 (en) * 1984-03-05 1984-04-11 Shell Int Research Surface-combustion radiant burner

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Иванов Ю.В. Основы расчета и проектирования газовых горелок. - М.: Гостоптехиздат, 1963, с.68. Иссерлин А.С. Газовые горелки. - М.: Недра, 1966, с.60. Там же, с.59. *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003064924A1 (en) * 2002-01-30 2003-08-07 Nikolai Maximovich Lipoviy Radiant gas burner
RU2577428C2 (en) * 2013-03-04 2016-03-20 Кхым Сок СОН Fan metal fibre gas torch
RU209658U1 (en) * 2021-11-29 2022-03-17 Иван Соломонович Пятов INFRARED GAS BURNER
RU2784251C1 (en) * 2022-01-21 2022-11-23 Иван Соломонович Пятов Permeable matrix for infrared torch and method for its manufacture

Also Published As

Publication number Publication date
WO1997048949A1 (en) 1997-12-24
AU7657596A (en) 1998-01-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0580853B1 (en) Nested-fiber gas burner
US6129545A (en) Gas burner with pollution-reducing features
AU739400B2 (en) Low emission combustion system
US4597734A (en) Surface-combustion radiant burner
US4643667A (en) Non-catalytic porous-phase combustor
US4900245A (en) Infrared heater for fluid immersion apparatus
US3733170A (en) Gas burner
KR100339734B1 (en) Catalytic combustion device
JP2682362B2 (en) Exhaust heat recovery type combustion device
US6435861B1 (en) Gas burner assembly and method of making
RU2094703C1 (en) Surface-combustion gas burner
KR20040040577A (en) premix type knitted metal fiber mat gas burner
EP0605645B1 (en) Method and installation for the combustion of a gas mixture
CN217540734U (en) Complete premix combustor and water heater
US3324921A (en) Wick type burner
RU2753319C1 (en) Radiation burner
JP2937807B2 (en) Premixed high load, low pollution household gas burner
GB2121157A (en) Pot-type oil burner
US3403965A (en) Gas-fired infrared burner
KR200363754Y1 (en) Gas Burner using Radiant Heat
RU2151956C1 (en) Radiant burner
JP3499174B2 (en) Low-pollution, high-efficiency, rich-lean combustion gas burner for households using a porous plate organized by porous metal fiber weaving
RU2084762C1 (en) Infrared radiation burner
RU2310129C1 (en) Multipurpose porous nozzle for flameless gas burner
KR0148089B1 (en) Gas burner for domestic use