RU2211412C2

RU2211412C2 - Gas burner for hot-water boiler with automatic system

Info

Publication number: RU2211412C2
Application number: RU2001130927A
Authority: RU
Inventors: О.Г. Родионов; А.И. Пахомов; А.П. Ермолаев; Н.Ф. Овчинников; Р.П. Подосиновская
Original assignee: Родионов Олег Геннадьевич; Пахомов Анатолий Иванович; Ермолаев Александр Павлович; Овчинников Николай Федорович; Подосиновская Раиса Петровна
Priority date: 2001-11-15
Filing date: 2001-11-15
Publication date: 2003-08-27

Abstract

FIELD: heat engineering, equipment of hot-water boilers utilizing natural gaseous fuel. SUBSTANCE: proposed gas burner for hot-water boiler with automatic system has water temperature regulator, protection unit with flame and draught transducers coupled to it, gas burning unit and ignition torch. Gas line is additionally fitted with main shut-off valve installed in front of gas burner and coupled to water temperature regulator. Gas burner, ignition torch, flame and draught transducers are anchored on panel which is mounted in lower part of hot-water boiler and transducer of water temperature regulator is placed inside, in upper part of boiler. Lower part of panel has holes and is equipped with traveling gate that carries row of holes over its entire length. Peephole of ignition torch that is shut by gate is made in panel near flame transducer. Collector with nozzles of gas burner is connected by pipe-line to main shut-off valve and is fixed on face side of panel, ignition torch and burner tubes are anchored on rear side of panel. EFFECT: simplified design, easy mounting, convenient operation and attendance, increased operational reliability. 3 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к теплоэнергетике и может быть применено для оснащения водогрейных котлов с использованием природного газообразного топлива. The invention relates to a power system and can be used to equip boilers using natural gaseous fuels.

Известен блок кран автоматики газовой горелки (патент РФ 2100704. Опубл. 27.12.97. Бюл. 36), содержащий корпус, подвижный клапан, рукоятку управления, сильфонный термодатчик, преобразующий изменение температуры теплоносителя в перемещение мембраны. Known block crane automation of a gas burner (RF patent 2100704. Publ. 27.12.97. Bull. 36), comprising a housing, a movable valve, a control handle, a bellows thermal sensor that converts the change in temperature of the coolant in the movement of the membrane.

К причинам, препятствующим достижению укачанного ниже технического результата при использовании известного изобретения, относится то, что известное устройство не прекращает подачу газа при падении его давления в сети, а также не выключает систему подачи газа при уменьшении тяги в котле. For reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known invention, the known device does not stop the gas supply when its pressure drops in the network, and also does not turn off the gas supply system when the draft in the boiler decreases.

Известна автоматика безопасности газоиспользующих устройств (патент РФ 2172447. Опубл. 20.08.01. Бюл. 23), содержащая пневмогазовый блок защиты и регулирования с управляющим клапаном, имеющим мембранный привод, и связанные с ним датчики пламени, тяги и регулятор температуры. Known safety automation of gas-using devices (patent of the Russian Federation 2172447. Publ. 20.08.01. Bull. 23), containing a pneumatic gas protection and regulation unit with a control valve having a membrane actuator and associated flame sensors, traction and temperature control.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного изобретения относится то, что пневмогазовый блок защиты представляет из себя сложный по конструкции и малонадежный в работе элемент. The reasons that impede the achievement of the technical result indicated below when using the known invention include the fact that the pneumatic-gas protection unit is an element of complex construction and unreliable in operation.

Сущность изобретения заключается в том, что газопровод дополнительно оснащен основным клапаном-отсекателем, установленным перед газогорелочным устройством и связанным с регулятором температуры воды. Кроме того, газогорелочное устройство, запальник, датчик пламени и тяги крепятся на панели, которая монтируется в нижней части водогрейного котла, а датчик регулятора температуры воды введен вовнутрь котла в верхней его части. Нижняя часть панели выполнена с отверстиями и дополнительно снабжена перемещающейся заслонкой, которая имеет ряд отверстий по всей своей длине. На панели вблизи датчика пламени выполнено смотровое окно запальника, перекрывающееся заслонкой. Коллектор с соплами газогорелочного устройства соединены трубопроводом с основным клапаном-отсекателем и закреплены на лицевой стороне панели, а запальник и горелочные трубы на внутренней стороне. The essence of the invention lies in the fact that the gas pipeline is additionally equipped with a main shut-off valve installed in front of the gas burner device and connected with a water temperature regulator. In addition, a gas burner device, an ignitor, a flame and draft sensor are mounted on a panel that is mounted in the lower part of the boiler, and a sensor for the water temperature regulator is inserted inside the boiler in its upper part. The lower part of the panel is made with holes and is additionally equipped with a moving shutter, which has a number of holes along its entire length. On the panel near the flame sensor, an ignition window is made, which is blocked by a shutter. The collector with nozzles of the gas burner device is connected by a pipeline to the main shutoff valve and is fixed on the front side of the panel, and the igniter and burner pipes are on the inside.

Использование предлагаемого изобретения обеспечивает следующий технический результат:
- упрощение конструкции;
- облегчение монтажа, удобство эксплуатации и обслуживания;
- повышение надежности работы устройства.The use of the invention provides the following technical result:
- simplification of the design;
- ease of installation, ease of operation and maintenance;
- improving the reliability of the device.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что горелка газовая бытовая для водогрейных котлов с системой автоматики состоит из регулятора температуры воды, блока защиты и связанных с ним датчиков пламени и тяги, газогорелочного устройства и запальника. The specified technical result in the implementation of the invention is achieved by the fact that a domestic gas burner for boilers with an automation system consists of a water temperature controller, a protection unit and associated flame and draft sensors, a gas burner and an igniter.

Особенность заключается в том, что газопровод дополнительно оснащен основным клапаном-отсекателем, установленным перед газогорелочным устройством и связанным с регулятором температуры воды. Кроме того, газогорелочное устройство, запальник, датчик пламени и тяги крепятся на панели, которая монтируется в нижней части водогрейного котла, а датчик регулятора температуры воды введен вовнутрь котла в верхней его части. Нижняя часть панели выполнена с отверстиями и дополнительно снабжена перемещающейся заслонкой, которая имеет ряд отверстий по всей своей длине. На панели вблизи датчика пламени выполнено смотровое окно запальника, перекрывающееся заслонкой. Коллектор с соплами газогорелочного устройства соединены трубопроводом с основным клапаном-отсекателем и закреплены на лицевой стороне панели, а запальник и горелочные трубы - на внутренней стороне. The peculiarity lies in the fact that the gas pipeline is additionally equipped with a main shut-off valve installed in front of the gas burner device and connected with a water temperature regulator. In addition, a gas burner device, an ignitor, a flame and draft sensor are mounted on a panel that is mounted in the lower part of the boiler, and a sensor for the water temperature regulator is inserted inside the boiler in its upper part. The lower part of the panel is made with holes and is additionally equipped with a moving shutter, which has a number of holes along its entire length. On the panel near the flame sensor, an ignition window is made, which is blocked by a shutter. The manifold with nozzles of the gas burner device is connected by a pipeline to the main shutoff valve and is fixed on the front side of the panel, and the igniter and burner pipes are on the inside.

Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявленного изобретения, позволил установить, что заявитель не обнаружил аналог, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа, как наиболее близкого по совокупности существенных признаков аналога, позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленной конструкции, изложенных в формуле изобретения. The analysis of the prior art by the applicant, including a search by patents and scientific and technical sources of information and identification of sources containing information about analogues of the claimed invention, allowed to establish that the applicant did not find an analogue characterized by features identical to all the essential features of the claimed invention. The definition from the list of identified analogues of the prototype, as the closest in the set of essential features of the analogue, allowed to identify the set of essential distinguishing features in relation to the applicant's technical result in the claimed design set forth in the claims.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "новизна". Therefore, the claimed invention meets the condition of "novelty."

Конструкция изобретения представлена па чертежах, где на фиг.1 показан вид па лицевую часть панели, на фиг.2 - схема работы устройства. The construction of the invention is presented in the drawings, where Fig. 1 shows a view of the front part of the panel, and Fig. 2 is a diagram of the operation of the device.

Изобретение состоит из клапана отсека геля 1, импульсных трубок 2 и 3, трубки запальника 4, трубопровода 5, панели 6, коллектора 7, перемещающейся заслонки 8, датчика пламени 9, датчика тяги 10, заслонки смотрового окна запальника 11, горелочных труб 12, запальника 13, крана 14, сопел 15, заслонки сопла 16, регулятора температуры 17, рычажка шестерни 18, основного клапана-отсекателя 19, трубок 20 и 21, трубопровода 22, газопровода 23, трубопровода 24. Сам клапан-отсекатель 1 состоит из малой мембраны 25, тарелки клапана 26, канала дросселя 27, большой мембраны 28, рычага 29,
Подготовка к работе горелки и системы автоматики осуществляется следующим образом. Панель 6, на которой смонтированы коллектор 7, горелочные трубы 12, датчик пламени 9, датчик тяги 10, запальник 13, крепится в проеме нижней дверки водогрейного котла. Клапан-отсекатель 1 крепится на регуляторе температуры воды 17, который в свою очередь вставлен своим датчиком в иодяную рубашку котла и закреплен на его верхней лицевой части.The invention consists of a valve for the compartment of gel 1, impulse tubes 2 and 3, pilot tube 4, pipeline 5, panel 6, manifold 7, moving shutter 8, flame sensor 9, draft sensor 10, shutter for viewing window of igniter 11, burner pipes 12, igniter 13, valve 14, nozzles 15, damper nozzle 16, temperature controller 17, gear lever 18, main shut-off valve 19, tubes 20 and 21, pipe 22, gas pipe 23, pipe 24. The shut-off valve 1 itself consists of a small membrane 25 , valve disc 26, throttle channel 27, large diaphragm 28, lever 29,
Preparation for operation of the burner and the automation system is as follows. The panel 6, on which the collector 7, the burner pipes 12, the flame sensor 9, the draft sensor 10, the igniter 13 are mounted, is mounted in the opening of the lower door of the boiler. The shut-off valve 1 is mounted on the water temperature controller 17, which in turn is inserted by its sensor into the boiler’s iodine shirt and fixed on its upper front part.

Перед началом розжига проверяется наличие тяги в топке через отверстия в нижней части панели 6, перекрытые перемещающейся заслонкой 8. Если тяга есть, то бумажная полоска, используемая для этой цели, будет притягиваться к панели 6. Before starting the ignition, the presence of traction in the furnace is checked through the holes in the lower part of the panel 6, blocked by the moving shutter 8. If there is traction, the paper strip used for this purpose will be attracted to the panel 6.

При розжиге устройства отверстия в нижней части панели 6 должны быть полностью открыты. Розжиг осуществляется следующим образом. Открывают заслонку смотрового окна запальника 11 и через отверстие подносят горящий жгут к запальнику 13. В это время рычажок шестерни 18 регулятора температуры 17 ставят в положение "Пуск" и удерживают его в этом положении 20-30 секунд. После воспламенения газа на запальнике 13 горящий жгут вынимают из смотрового окна запальника, а заслонку смотрового окна запальника 11 закрывают. Пламя сгораемого газа на запальнике 13 омывает торец биметаллической пластины датчика пламени 9. When firing up the device, the holes in the lower part of the panel 6 should be fully open. Ignition is as follows. Open the shutter of the inspection window of the igniter 11 and bring the burning harness to the igniter 13 through the hole. At this time, the gear lever 18 of the temperature regulator 17 is put into the “Start” position and hold it in this position for 20-30 seconds. After ignition of the gas on the igniter 13, the burning bundle is removed from the ignition viewing window, and the shutter of the ignition viewing window 11 is closed. The flame of combustible gas on the igniter 13 washes the end of the bimetallic plate of the flame sensor 9.

Через 30 секунд после розжига запальника 13 указатель регулятора температуры 17 переводят в положение "Выключено". После этого указатель регулятора температуры 17 ставят в положение заданной температуры воды и открывают кран 14. Газ из газопровода 23 через основной клапан-отсекатель 19 и кран 14 подается к коллектору 7, а затем к горелочным трубам 12. 30 seconds after ignition of the igniter 13, the pointer of the temperature controller 17 is set to the "off" position. After that, the pointer of the temperature regulator 17 is placed in the position of the set water temperature and the tap 14 is opened. Gas from the gas pipeline 23 through the main shut-off valve 19 and the tap 14 is supplied to the manifold 7, and then to the burner pipes 12.

Регулировку работы горелочных труб 12 осуществляют заслонками 16, которые расположены на соплах 15. Adjusting the operation of the burner pipes 12 is carried out by dampers 16, which are located on the nozzles 15.

Регулировку процесса горения природного газа производят с помощью перемещающейся заслонки 8, расположенной на панели 6, путем смещения ее вправо или влево, тем самым открывая или закрывая отверстия на панели 6. The adjustment of the combustion process of natural gas is carried out using a moving shutter 8 located on the panel 6, by shifting it to the right or left, thereby opening or closing the holes on the panel 6.

Система автоматики устройства работает следующим образом. Газ из газопровода 23 по трубопроводу 24 поступает к клапану-отсекателю 1. Благодаря усилию, развиваемому давлением газа на малую мембрану 25, тарелка клапана 26 находится в нижнем закрытом положении. При нажатии в процессе розжига запальника на рычаг 29 происходит перемещение тарелки клапана 26 вверх и газ по трубке запальника 4 поступает к запальнику 13. Кроме того, по внутреннему каналу-дросселю 27 газ поступает под большую мембрану 28 и далее по импульсным трубкам 2 и 3 к датчику тяги 10 и датчику пламени 9. К коллектору 7 газ не поступает, так как регулятор температурь; 17 в этот момент закрыт и закрыт основной клапан-отсекатель 19. Датчики пламени 9 и тяги 10 содержат сопла с шариковым уплотнением. Положение шарика определяется чувствительным элементом - биметаллической пластиной. При розжиге запальника 13 сопло датчика тяги 10 закрыто, а сопло датчика пламени закрыто. The automation system of the device operates as follows. Gas from the gas pipeline 23 through the pipeline 24 enters the shutoff valve 1. Due to the force developed by the gas pressure on the small membrane 25, the valve disc 26 is in the lower closed position. When you press the lever 29 during the ignition ignition process, the valve plate 26 moves upward and gas flows through the igniter 4 to the igniter 13. In addition, gas flows through the internal throttle channel 27 under the large membrane 28 and then through the pulse tubes 2 and 3 to thrust sensor 10 and flame sensor 9. No gas is supplied to manifold 7, since the temperature regulator; 17 at this moment, the main shut-off valve 19 is closed and closed. The flame sensors 9 and the thrust 10 contain nozzles with a ball seal. The position of the ball is determined by a sensitive element - a bimetallic plate. When firing up the igniter 13, the nozzle of the draft sensor 10 is closed, and the nozzle of the flame sensor is closed.

После прогрева пламенем запальника 13 биметаллической пластины датчика пламени 9 последняя, деформируясь, прижимает шарик датчика к соплу. Выход газа из полости клапана-отсекателя 1 по импульсной трубке 3 прекращается. Давление газа под большой мембраной 23 клапана-отсекателя 1 возрастает и она, преодолевая усилие малой мембраны 25, двигаясь вверх, полностью открывает тарелку клапана 26. В таком состоянии клапан-отсекатель 1 считается открытым, Если указатель регулятора температуры 17 перевести в заданное положение температуры воды котла, то газ через клапан-отсекатель 1, корпус указателя регулятора температуры 17 по трубке 20 подается в нижнюю полость основного клапана-отсекателя 19. В этом случае клапан-отсекатель 19 открывается и газ по газопроводу 23, а затем по трубопроводу 22 через кран 14, подается в коллектор 7 и горелочные трубы 12, где воспламеняется or пламени запальника 13. After warming up with the flame of the igniter 13 of the bimetallic plate of the flame sensor 9, the latter, deforming, presses the sensor ball to the nozzle. The gas outlet from the cavity of the shut-off valve 1 through the pulse tube 3 stops. The gas pressure under the large diaphragm 23 of the shut-off valve 1 rises and, overcoming the force of the small diaphragm 25, moving upward, completely opens the valve plate 26. In this state, the shut-off valve 1 is considered open. the boiler, then the gas through the shut-off valve 1, the body of the pointer of the temperature controller 17 through the tube 20 is supplied to the lower cavity of the main shut-off valve 19. In this case, the shut-off valve 19 opens and the gas through the gas pipeline 23, and then through the pipe 22 through the valve 14, it is supplied to the collector 7 and the burner pipes 12, where the igniter or flame igniter 13 is ignited.

При аварийном режиме работы, в момент прекращения подачи газа или падения его давления в системе газопровода, происходит прекращение процесса горения газа как в горелочных трубах 12, так и в запальнике 13. В этом случае биметаллическая пластина датчика пламени 9 остывает и возвращается в первоначальное положение, давит на шарик клапана, открывает его и тем самым открывает импульсную трубку 3. В этом случае давление газа в импульсной трубке 3 надает, а это приводит к падению давления газа под большой мембраной 28 клапана-отсекателя 1. Большая мембрана 28, а затем и малая мембрана 25 опускаются вниз, а тарелка клапана 26 полностью перекрывает канал подачи газа как к запальнику 13, так и в нижнюю полость основного клапана-отсекателя 19. Тот в свою очередь закрывается и прерывает подачу газа к коллектору 7. In emergency operation, at the time of gas supply cutoff or pressure drop in the gas pipeline system, the gas combustion process stops both in the burner pipes 12 and in the igniter 13. In this case, the bimetallic plate of the flame sensor 9 cools down and returns to its original position, presses on the ball of the valve, opens it and thereby opens the impulse tube 3. In this case, the gas pressure in the impulse tube 3 sets, and this leads to a drop in gas pressure under the large membrane 28 of the shut-off valve 1. Large meme brane 28, and then the small membrane 25 are lowered down, and the valve disc 26 completely blocks the gas supply channel both to the igniter 13 and to the lower cavity of the main shut-off valve 19. That in turn closes and interrupts the gas supply to the manifold 7.

В случае нарушения тяги в котле происходит изменение направления движения горячих газов в топке, которые начинают омывать биметаллическую пластину датчика тяги 10. Биметаллическая пластина 10 изменяет свою конфигурацию, освобождает шарик клапана датчика тяги 10 и тем самым открывает импульсную трубку 2. В этом случае давление газа в импульсной трубке 2 падает, а это приводит к падению давления газа под большой мембраной 28 клапана-отсекателя 1. В конечном итоге, как и в предыдущем случае, осуществляется перекрытие канала подачи газа как к запальнику 13 и нижнюю полость основного клапана-отсекателя 19, а тот в свою очередь прерывай подачу газа к коллектору 7. Для повторного пуска горелочного устройства необходимо устранить неисправности и вновь повторить операцию розжига запальника 13 и горелочных труб 12. In case of draft failure in the boiler, the direction of movement of hot gases in the furnace changes, which begin to wash the bimetallic plate of the draft sensor 10. The bimetal plate 10 changes its configuration, releases the ball of the valve of the draft sensor 10 and thereby opens the impulse tube 2. In this case, the gas pressure in the pulse tube 2 drops, and this leads to a drop in gas pressure under the large membrane 28 of the shut-off valve 1. Ultimately, as in the previous case, the gas supply channel is closed as a reserve niku lower cavity 13 and the main shut-off valve 19, and that in turn interrupt the gas supply to the manifold 7. To restart the burner necessary to troubleshoot and to repeat the ignition operation of the igniter 13 and burner tubes 12.

Таким образов, наличие в предлагаемом устройстве блока защиты, выполненного в виде клапана-отсекателя, упрощает конструкцию горелки и облегчает ее обслуживание, а наличие дополнительного клапана-отсекателя повышает надежность работы устройства. Thus, the presence in the proposed device of the protection unit, made in the form of a shutoff valve, simplifies the design of the burner and facilitates its maintenance, and the presence of an additional shutoff valve increases the reliability of the device.

Компактное расположение всех элементов горелки и системы автоматики на панелях лицевой части котла облегчает монтаж. The compact arrangement of all elements of the burner and the automation system on the panels of the front of the boiler facilitates installation.

Таким образом, вышеизложенное описание свидетельствует о выполнении при использовании заявленного изобретения следующей совокупности условий:
- средство, воплощающее заявленное изобретение, при его осуществлении предназначено для оснащения водогрейных котлов с использованием природного газообразного топлива;
- для заявленной конструкции в том виде, как она охарактеризована в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность ее осуществления с помощью описанных в заявке средств и методов;
- средство, воплощающее заявленное изобретение при осуществлении, способно обеспечить достижение, усматриваемое заявителем, поставленных технических задач.Thus, the foregoing description indicates that when using the claimed invention, the following combination of conditions:
- a tool embodying the claimed invention, in its implementation is intended to equip boilers using natural gaseous fuels;
- for the claimed design in the form described in the claims, the possibility of its implementation using the means and methods described in the application is confirmed;
- a tool embodying the claimed invention in the implementation, is able to ensure the achievement, seen by the applicant, of the technical tasks.

Следовательно, заявленное изобретение соответствует условию "промышленная применимость". Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims

1. A household gas burner for boilers with an automation system, comprising a gas pipeline, a water temperature controller, a protection unit and associated flame and draft sensors, a gas burner device, an igniter, characterized in that the gas pipeline is additionally equipped with a main shut-off valve installed in front of the gas burner a device and an associated water temperature controller, a gas burner, igniter, flame and draft sensors are mounted on a panel that is mounted at the bottom of the boiler, and the sensor a temperature temperature regulator is introduced into the inside of the boiler in its upper part.

2. The burner according to claim 1, characterized in that the lower part of the panel is made with holes and is additionally equipped with a moving shutter, which has a number of holes along its entire length.

3. The burner according to claim 1, characterized in that on the panel near the flame sensor there is a viewing window for the igniter, which is overlapped by a shutter.

4. The burner according to claim 1, characterized in that the collector with nozzles of the gas burner device is connected by a pipe to the main shutoff valve and is fixed on the front side of the panel, and the igniter and burner pipes are on the inside.