RU22984U1 - Инжекторная газовая горелка (варианты) - Google Patents

Description

2001130282

ft Ъг т miiiilimill Ш 111

ipPPlPPP4 P ie ж 23 D 14/02,14/06,14/82 Инжекторная газовая горелка (варианты)

Полезная модель относится к области энергетики, и в частности, к горелочным устройствам для сжигания газообразного топлива в различных теплотехнических устройствах, в том числе в горелках используемых в портативных туристических газовых кухнях с одноразовыми и сменными газовыми баллонами, в горелках для кровельных и дорожных работ, в газовых лампах. Горелки могут использоваться также для снятия краски, для выполнения точных работ и пайки с мягким припоем и других работ требующих нагревания при наружных работах, даже при очень плохих погодных условиях.

Известна газовая горелка (а. с. № 1242684, F 23D14/44, опубл. 08.03.86г.), содержащая камеру сгорания, газоподводящую трубку с сопловым насадком на конце, имеющим топливный коллектор и систему радиальных отверстий, воздухоподводящий патрубок, запальник.

Известно нагревательное туристическое устройство (патент №2062955, F24B 1/08, опубл. 27.06.96.), содержащее трубчатый корпус с конфоркой в верхней части и размещенный в нем соосно воздуховод, имеющий в нижней части вблизи дна корпуса конфорку, а на входе, за пределами корпуса газовую форсунку. Внешняя конфорка служит для работы устройства в качестве примуса, внутренняя - кипятильника. Устройство работает на газовом топливе.

Известна газо-воздушная горелка (а. с. № 408104, F23D 13/36, опубл. 10.12.73, Бюл. № 47), содержащая корпус с инжектором и смесительной камерой, на боковой поверхности которой выполнены радиальные отверстия, а на выходе установлен насадок. При подаче горючего газа из коллектора он выходит из инжектора и засасывает воздух через радиальные отверстия в смесительную камеру. Газовоздушная смесь при зажигании частично сгорает в насадке, образуя устойчивый очаг зажигания.

Известна газовоздушная горелка (проспект фирмы «Сейко), наиболее близкая к предлагаемой и являющаяся ближайшим аналогом, работающая от баллона со сжиженным или сжатым газом, включающая канал подвода газа с форсункой, смесительный канал с соплом, установленный в кожухе с образованием между кожухом и стенкой смесительного канала кольцевой полости. В стенке смесительного канала в кольцевой полости выполнены отверстия. Смесительный канал сообщен с атмосферой, а на выходе снабжен стабилизатором пламени. Расположен смесительный канал в кожухе с углублением внутрь его.

Недостатками данного горелочного устройства являются неустойчивое горение при работе в экстремальных погодных условиях, например, при сильных порывах ветра, что приводит к срьюу пламени и повышенная пожароопасность.

Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в устранении указанных недостатков - обеспечении устойчивого горения при работе в экстремальных погодных условиях, например, при сильных порывах ветра, уменьшении пожароопасности.

Технический результат достигается тем, что инжекторная газовая горелка (вариант 1) включает последовательно установленные канал подвода газа с форсункой и смесительный канал с выходным соплом, сообщенный с атмосферой, расположенный в кожухе с углублением внутрь его и с образованием между кожухом и стенкой смесительного канала кольцевой полости, в стенке смесительного канала в кольцевой полости выполнены отверстия/отверстие, на выходе смесительного канала расположен стабилизатор пламени. Новым является то, что кожух охватывает часть канала подвода газа с форсункой и смесительный канал с образованием дополнительной, передней по ходу потока, кольцевой полости, смесительный канал сообщен с атмосферой через переднюю кольцевую полость и через

отверстия / отверстие, например щелевое, в стенке смесительного канала в передней полости. Передняя кольцевая полость сообщена с атмосферой посредством отверстий / отверстия в стенке кожуха, или в торце передней полости перед форсункой. Отверстия в стенке кожуха и в стенке смесительного канала в передней кольцевой полости выполнены со смещением по ходу потока относительно друг друга, при этом отверстия /отверстие в стенке смесительного канала выполнены в плоскости среза форсунки. В стенке кожуха за смесительным каналом по ходу потока выполнены отверстия/отверстие. Кольцевые полости изолированы друг от друга. Стабилизатор пламени на выходе смесительного канала выполнен в виде торцевого уступа, ориентированного внутрь кольцевой полости, или в виде торцевого среза смесительного канала.

Технический результат достигается тем, что инжекторная газовая горелка (вариант 2) включает последовательно установленные канал подвода газа с форсункой и смесительный канал с выходным соплом сообщенный с атмосферой, расположенный в кожухе с углублением внутрь его и с образованием между кожухом и стенкой смесительного канала кольцевой полости, в стенке смесительного канала в кольцевой полости выполнены отверстия / отверстие, на выходе смесительного канала расположен стабилизатор пламени. Новым является то, что в канале подвода газа расположен испаритель сжиженного газа, выполненный в виде втулки с центральным каналом, сообщенным с одной стороны с форсункой, а с другой стороны с торцевой полостью образованной колпачком, охватывающим втулку с зазором образованным, например, резьбовым или винтовым соединением. Втулка испарителя выполнена из теплопроводного материала, например, латуни. Кожух охватывает часть канала подвода газа с форсункой и смесительный канал с образованием дополнительной, передней по ходу потока, кольцевой полости, смесительный канал сообщен с атмосферой через переднюю кольцевую полость и через отверстия / отверстие, например

щелевое, в стенке смесительного канала в передней полости. Передняя кольцевая полость сообщена с атмосферой посредством отверстий / отверстия в стенке кожуха, или в торце передней полости перед форсункой. Отверстия в стенке кожуха и в стенке смесительного канала в передней кольцевой полости выполнены со смещением по ходу потока относительно друг друга, при этом отверстия / отверстие в стенке смесительного канала выполнены в плоскости среза форсунки. В стенке кожуха за смесительным каналом по ходу потока выполнены отверстия/отверстие. Кольцевые полости изолированы друг от друга. Стабилизатор пламени на выходе смесительного канала выполнен в виде торцевого уступа, ориентированного внутрь кольцевой полости, или в виде торцевого среза смесительного канала.

Технический результат достигается тем, что инжекторная газовая горелка (вариант 3) включает последовательно установленные канал подвода газа с форсункой и смесительный канал с выходным соплом, сообщенный с атмосферой, расположенный в кожухе с углублением внутрь его и с образованием между кожухом и стенкой смесительного канала кольцевой полости, в стенке смесительного канала в кольцевой полости выполнены отверстия/отверстие, на выходе смесительного канала расположен стабилизатор пламени. Новым является то, что канал подвода газа снабжен запорным и/или регулировочным вентилем закрепленным в корпусе, в котором имеется установочный элемент для газового баллона. Кожух охватывает часть канала подвода газа с форсункой и смесительный канал с образованием дополнительной, передней по ходу потока, кольцевой полости, смесительный канал сообщен с атмосферой через переднюю кольцевую полость и через отверстия / отверстие, например щелевое, в стенке смесительного канала в передней полости. Передняя кольцевая полость сообщена с атмосферой посредством отверстий / отверстия в стенке кожуха, или в торце передней полости перед форсункой. Отверстия в стенке кожуха и в стенке смесительного канала в передней кольцевой полости выполнены со 4

смещением по ходу потока относительно друг друга, при этом отверстия /отверстие в стенке смесительного канала выполнены в плоскости среза форсунки. В стенке кожуха за смесительным каналом по ходу потока выполнены отверстия/отверстие. Кольцевые полости изолированы друг от друга. Стабилизатор пламени на выходе смесительного канала выполнен в виде торцевого уступа, ориентированного внутрь кольцевой полости, или в виде торцевого среза смесительного канала. Горелка снабжена теплопроводящей втулкой. Теплопроводящая втулка охватывает канал подвода газа, при этом она установлена с возможностью осевого перемещения до ее соприкосновения с корпусом запорного и/или регулировочного вентиля. Или теплопроводящая втулка охватывает корпус запорного и/или регулировочного вентиля, при этом она установлена с возможностью осевого перемещения до ее соприкосновения со стенкой канала подвода газа. Теплопроводящая втулка и корпус запорного и/или регулировочного вентиля выполнены из теплопроводного материала, например, латуни.

На фиг. 1 представлен продольный разрез инжекторной газовой горелки (вариант 1).

На фиг. 2 представлен продольный разрез испарителя расположенного в канале подвода газа (вариант 2).

На фиг. 3 представлен продольный разрез инжекторной газовой горелки с запорным и/или регулировочным вентилем (вариант 3).

На фиг.4 - представлен вариант выполнения отверстий сообщающих переднюю кольцевую полость с атмосферой (выноска I фиг. 1 и фиг. 3).

Инжекторная газовая горелка (вариант 1, фиг.1) включает последовательно установленные канал подвода газа 1 с форсункой 2 подсоединенный к газовому баллону 3 и смесительный канал 4 с выходным соплом 5. Кожух 6 охватывает часть канала подвода газа 1 с форсункой 2 и смесительный канал 4. Между кожухом 6 и стенкой смесительного канала 4 $

установлена торцевая перегородка 7 разделяющая его на переднюю 8 и заднюю 9 по ходу потока изолированные друг от друга кольцевые полости Кожух 6 соединен с каналом подвода газа 4 через втулку, торцевая поверхность которой является передней стенкой кольцевой полости 8. Смесительный канал 4 сообщен с атмосферой через переднюю кольцевую полость 8 посредством отверстий 10, которые могут быть выполнены в стенке кожуха 6 (радиальные отверстия 10), или в торцевой передней стенке кольцевой полости 8 (осевые отверстия 10, фиг.4), и отверстий 11, выполненных в стенке смесительного канала 4. Смесительный канал 4 сообщен с задней кольцевой полостью 9 посредством отверстий 12, выполненных в стенке смесительного канала 4. Смесительный канал 4 расположен в кожухе 6 с углублением внугрь его с образованием пространства для горения газа (камеры сгорания). На выходе смесительный канал 4 снабжен стабилизатором пламени 13 в виде торцевого уступа ориентированного внутрь полости 9. Роль стабилизатора пламени может выполнять также торцевой срез смесительного канала 4. В стенке кожуха 6 за смесительным каналом 4 по ходу потока (в камере сгорания) выполнены отверстия 14. Отверстия 10 в кожухе 6 в передней кольцевой полости 8 выполнены со смещением по ходу потока относительно отверстий 11 в стенке смесительного канала 4, при этом отверстия 11 выполнены в плоскости среза топливной форсунки 2. Все отверстия в кожухе бив смесительном канале 4 могут быть выполнены, как система круглых отверстий, или как одно щелевое отверстие.

По варианту 2 инжекторная газовая горелка подсоединена к баллону 3 со сжиженным газом. Внутри канала подвода газа 1, коаксиально ему, расположен испаритель сжиженного газа (фиг.2), выполненный в виде втулки 15 с центральным каналом 16, сообщенным с одной стороны с форсункой 2, а с другой стороны с торцевой полостью 17, образованной колпачком 18, охватывающим втулку 15 с радиальным зазором, который

6Ш 1ЪОЈ$%;

образован, например, резьбовым или винтовым соединением 19 (щель между наружной и внутренней резьбой). Втулка 15 выполнена из теплопроводного материала.

В варианте 3 (фиг.З) выполнения горелки предусмотрено обеспечение надежной работы горелки при ее установке непосредственно на газовый баллон и регулирование подачи газа в горелку. Канал подвода газа 1 снабжен запорным и/или регулировочным вентилем 20 с рукояткой 21 и регулировочным клапаном 22. Запорный и/или регулировочный вентиль 20 установлен в корпусе 23, в котором имеется установочный элемент 24 для газового баллона 3. Горелка снабжена теплопроводящей втулкой 25, установленной с возможностью ее осевого перемещения. Теплопроводящая втулка 25 имеет два варианта установки. По первому варианту она охватывает канал подвода газа (фиг. 3) и установлена с возможностью осевого перемещения до ее соприкосновения с корпусом 23 запорного и/или регулировочного вентиля. По второму варианту теплопроводящая втулка 25 охватывает корпус запорного и/или регулировочного вентиля и установлена с возможностью осевого перемещения до ее соприкосновения со стенкой канала подвода газа (на фиг. не показано). Теплопроводящая втулка 25 и корпус 23 выполнены из теплопроводного материала, например, латуни.

Работает инжекторная газовая горелка следующим образом.

При подключении горелки к газовому баллону 3 (вариант 1), газ из него поступает в канал подвода газа 1 и через форсунку 2 - в смесительный канал 4. Выходящий из форсунки 2 газ инжектирует воздух из атмосферы через переднюю кольцевую полость 8, соответственно, через отверстия 10 в стенке кожуха 6, или в торцевой стенке полости 8 и через отверстия Ив стенке смесительного канала 4. В смесительном канале 4 образуется топливовоздушная смесь, которая выходит через сужающееся сопло 5, в пространство (камеру сгорания), образованное кожухом 6 за смесительным каналом 4 и поджигается. Часть газовоздушной смеси через отверстия 12

7 thaw 1ъоЈ $z.

поступает в заднюю кольцевую полость 9, обтекает стабилизатор пламени 13 в виде торцевого уступа, или торцевого среза смесительного канала 4 и при поджигании создает устойчивую зону горения внутри кожуха 6 за смесительным каналом 4 (в камере сгорания). Расположение отверстий 11 в плоскости среза форсунки 2 способствует эффективному подсосу воздуха и образованию заданной топливовоздушной смеси на коротком расстоянии. Смещение радиальных отверстий 10 выполненных в стенке кожуха 6 относительно отверстий 11 в стенке смесительного канала 4 повышает устойчивость работы горелки при сильном боковом ветре, так как радиальные отверстия 11 закрыты от прямого попадания воздуха. При перекрытии выходного среза горелки, продукты сгорания выходят в отверстия 14, при этом процесс горения за смесительным каналом 4 продолжается и пламя не затухает. Задняя кольцевая полость 9, в которой накапливается газовоздушная смесь, обеспечивает устойчивое горение. Таким образом, пламя сохраняет устойчивость даже при нештатном положении горелки, например, при ее переворачивании или падении, что повышает надежность ее работы.

Для предотвращения попадания жидкой фазы (вариант 2), в канале подвода газа, коаксиально ему, установлен испаритель (фиг. 2), выполненный в виде втулки 15 с центральным каналом 16 и охватьтающим втулку колпачком 18с образованием торцевой полости 17. Колпачок 18 крепится на втулке 15 посредством резьбы или винтового соединения 19. Поток сжиженного газа обтекает колпачок 18 по кольцевому зазору между его наружной поверхностью и стенкой канала подвода газа 1 и поступает в зазор винтового соединения 19, проходя по которому сжиженный газ нагревается от втулки 15 (выполненной из теплопроводного материала), испаряется и в испаренном виде, через торцевую полость 17, подается через центральный канал 16 в форсунку 2 и смесительный канал 3. Наличие испарителя предотвращает попадание жидкой фазы в зону горения, что

Ј

обеспечивает высокую полноту сгорания газа, эффективную и устойчивую работу горелки и пожаробезопасность при любой рабочей ориентации горелки.

Возможны различные варианты крепления горелки. Она может соединяться с баллоном через шланг, что дает возможность отдельно подогреть баллон при использовании в зимних условиях, или жестко крепиться на баллоне с газом.

По варианту 3 горелка устанавливается непосредственно на газовом баллоне 3 посредством установочного элемента 24, который расположен в корпусе 23. В корпусе 23 также установлен запорный и/или регулировочный вентиль 20 для контроля подачи газа с рукояткой 21 и регулировочным клапаном 22. Горелка снабжена теплопроводящей втулкой 25, которая служит для дополнительного подогрева газа выходящего из баллона 3 и обеспечения эффективной работы горелки в зимних условиях. Тешгопроводящая втулка 25, охватывающая канал подвода газа 1 и выполненная их теплопроводного материала, перемещается по резьбовому соединению до ее соприкосновения с корпусом 23, также выполненным из теплопроводного материала, при этом происходит разогрев газа поступающего из баллона 3 в канал подачи газа I (фиг. 3). При другом варианте выполнения, теплопроводящая втулка 25 охватывает корпус 23 запорного и/или регулировочного вентиля 20 и перемещается до соприкосновения со стенкой канала подвода газа 1 (на фиг. не показано).

Таким образом, предлагаемая инжекторная газовая горелка обладает высокой надежностью, имеет сильное и очень устойчивое к ветру пламя, пониженную пожароопасность, за счет работы на испаренной фазе, что позволяет использовать горелку для работы в труднодоступных местах при любой рабочей ориентации горелки. Кроме того, горелка обеспечивает высокую полноту сгорания и пониженный выход вредных продуктов сгорания в атмосферу, что расширяет возможности ее исподшзования.

Claims (26)

1. Инжекторная газовая горелка (вариант 1), включающая последовательно установленные канал подвода газа с форсункой и смесительный канал с выходным соплом сообщенный с атмосферой, расположенный в кожухе с углублением внутрь его и с образованием между кожухом и стенкой смесительного канала кольцевой полости, в стенке смесительного канала в кольцевой полости выполнены отверстия/отверстие, на выходе смесительный канал снабжен стабилизатором пламени, отличающаяся тем, что кожух охватывает часть канала подвода газа с форсункой и смесительный канал с образованием дополнительной, передней по ходу потока, кольцевой полости, смесительный канал сообщен с атмосферой через переднюю кольцевую полость и отверстия/отверстие в стенке смесительного канала в передней кольцевой полости.

2. Инжекторная газовая горелка по п.1, отличающаяся тем, что передняя кольцевая полость сообщена с атмосферой посредством отверстия/отверстий, выполненных в стенке кожуха, или в торце передней кольцевой полости перед форсункой.

3. Инжекторная газовая горелка по пп.1 и 2, отличающаяся тем, что отверстия/отверстие в кожухе и в смесительном канале в передней кольцевой полости выполнены со смещением относительно друг друга.

4. Инжекторная газовая горелка по пп.1 или 2 и 3, отличающаяся тем, что отверстия/отверстие в стенке смесительного канала в передней кольцевой полости, выполнены в плоскости среза форсунки.

5. Инжекторная газовая горелка по пп.1 или 2-4, отличающаяся тем, что кольцевые полости изолированы друг от друга.

6. Инжекторная газовая горелка по пп.1 или 2-5, отличающаяся тем, что стабилизатор пламени выполнен в виде торцевого уступа на конце смесительного канала, ориентированного внутрь кольцевой полости, или в виде торцевого среза смесительного канала.

7. Инжекторная газовая горелка по пп.1 или 2-6, отличающаяся тем, что в стенке кожуха за смесительным каналом, по ходу потока, выполнены отверстия/отверстие.

8. Инжекторная газовая горелка (вариант 2), включающая последовательно установленные канал подвода газа с форсункой и смесительный канал с выходным соплом сообщенный с атмосферой, расположенный в кожухе с углублением внутрь его и с образованием между кожухом и стенкой смесительного канала кольцевой полости, в стенке смесительного канала в кольцевой полости выполнены отверстия/отверстие, на выходе смесительный канал снабжен стабилизатором пламени, отличающаяся тем, что в канале подвода сжиженного газа расположен испаритель, кожух охватывает часть канала подвода газа с форсункой и смесительный канал с образованием дополнительной, передней по ходу потока, кольцевой полости, смесительный канал сообщен с атмосферой через переднюю кольцевую полость и отверстия/отверстие в стенке смесительного канала в передней кольцевой полости.

9. Инжекторная газовая горелка по п.8, отличающаяся тем, что передняя кольцевая полость сообщена с атмосферой посредством отверстия/отверстий, выполненных в стенке кожуха, или в торце передней кольцевой полости перед форсункой.

10. Инжекторная газовая горелка по пп.8 и 9, отличающаяся тем, что отверстия/отверстие в кожухе и в смесительном канале в передней кольцевой полости выполнены со смещением относительно друг друга.

11. Инжекторная газовая горелка по пп.8 или 9-10, отличающаяся тем, что отверстие/отверстия в стенке смесительного канала в передней кольцевой полости, выполнены в плоскости среза форсунки.

12. Инжекторная газовая горелка по пп.8 или 9-11, отличающаяся тем, что кольцевые полости изолированы друг от друга.

13. Инжекторная газовая горелка по пп.8 или 9-12, отличающаяся тем, что стабилизатор пламени выполнен в виде торцевого уступа на конце смесительного канала, ориентированного внутрь кольцевой полости, или в виде торцевого среза смесительного канала.

14. Инжекторная газовая горелка по пп.8 или 9-13, отличающаяся тем, что в стенке кожуха за смесительным каналом, по ходу потока, выполнены отверстия/отверстие.

15. Инжекторная газовая горелка по п.8, отличающаяся тем, что испаритель выполнен в виде втулки с центральным каналом, сообщенным с одной стороны с форсункой, а с другой стороны с торцевой полостью, образованной колпачком, охватывающим втулку с зазором образованным, например, резьбовым или винтовым соединением.

16. Инжекторная газовая горелка по пп.8 или 15, отличающаяся тем, что втулка выполнена из теплопроводного материала, например латуни.

17. Инжекторная газовая горелка (вариант 3), включающая последовательно установленные канал подвода газа с форсункой и смесительный канал с выходным соплом, сообщенный с атмосферой, расположенный в кожухе с углублением внутрь его и с образованием между кожухом и стенкой смесительного канала кольцевой полости, в стенке смесительного канала в кольцевой полости выполнены отверстия/отверстие, на выходе смесительный канал снабжен стабилизатором пламени, отличающаяся тем, что канал подвода газа снабжен запорным и/или регулировочным вентилем, установленным в корпусе, в котором имеется установочный элемент для газового баллона, кожух охватывает часть канала подвода газа с форсункой и смесительный канал с образованием дополнительной, передней по ходу потока, кольцевой полости, смесительный канал сообщен с атмосферой через переднюю кольцевую полость и отверстия/отверстие в стенке смесительного канала в передней кольцевой полости, кроме того, горелка снабжена теплопроводящей втулкой.

18. Инжекторная газовая горелка по п.17, отличающаяся тем, что передняя кольцевая полость сообщена с атмосферой посредством отверстия/отверстий, выполненных в стенке кожуха, или в торце передней кольцевой полости перед форсункой.

19. Инжекторная газовая горелка по пп.17 или 18, отличающаяся тем, что отверстия/отверстие в кожухе и в смесительном канале в передней кольцевой полости выполнены со смещением относительно друг друга.

20. Инжекторная газовая горелка по пп.17 или 18 и 19, отличающаяся тем, что отверстия/отверстие в стенке смесительного канала в передней кольцевой полости выполнены в плоскости среза форсунки.

21. Инжекторная газовая горелка по пп.17 или 18-20, отличающаяся тем, что кольцевые полости изолированы друг от друга.

22. Инжекторная газовая горелка по пп.17 или 18-21, отличающаяся тем, что стабилизатор пламени выполнен в виде торцевого уступа на конце смесительного канала, ориентированного внутрь кольцевой полости, или в виде торцевого среза смесительного канала.

23. Инжекторная газовая горелка по пп.17 или 18-22, отличающаяся тем, что в стенке кожуха за смесительным каналом, по ходу потока, выполнены отверстия/отверстие.

24. Инжекторная газовая горелка по п.17, отличающаяся тем, что теплопроводящая втулка охватывает канал подвода газа и установлена с возможностью осевого перемещения до ее соприкосновения с корпусом запорного и/или регулировочного вентиля.

25. Инжекторная газовая горелка по п.17, отличающаяся тем, что теплопроводящая втулка охватывает корпус запорного и/или регулировочного вентиля и установлена с возможностью осевого перемещения до ее соприкосновения со стенкой канала подвода газа.

26. Инжекторная газовая горелка по пп.17 или 24 и 25, отличающаяся тем, что теплопроводящая втулка и корпус запорного и/или регулировочного вентиля выполнены из теплопроводного материала, например латуни.