RU2319068C1

RU2319068C1 - Device for burning liquid fuel

Info

Publication number: RU2319068C1
Application number: RU2006137250/06A
Authority: RU
Inventors: Владимир Георгиевич Пятаков; Сергей Владимирович Пятаков; Владимир Владимирович Пятаков
Original assignee: Владимир Георгиевич Пятаков; Сергей Владимирович Пятаков; Владимир Владимирович Пятаков
Priority date: 2006-10-20
Filing date: 2006-10-20
Publication date: 2008-03-10

Abstract

FIELD: combustion.

SUBSTANCE: device comprises fuel tank connected with the combustion chamber through the fuel supply pipeline and the stop control cock and made of a truncated perforated cone and two coaxial pipes mounted inside the combustion chamber to form a space both over the height and in the top section. The top opening in the inner pipe is positioned above the top surface of the fuel tank, and bottom opening underlies the bottom surface of the tank. The outer surface of the inner pipe is provided with heat insulation over the arc of 180-250° throughout the height.

EFFECT: enhanced efficiency of combustion.

1 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к горелкам для сжигания жидкого топлива и может быть использовано в печах для отопления помещений, сжигания трупов животных и нагрева автомобильных двигателей.The invention relates to burners for burning liquid fuel and can be used in furnaces for heating rooms, burning animal corpses and heating automobile engines.

Известно грелочное устройство, патент РФ №2110731, кл. F23D 5/04, согласно которому оно содержит топливный бак, установленный на основании, соединенный топливопроводом с испарителем, и соединенный с ним узел сжигания топлива, установленный на поддоне, а также патрубок вывода паровой фазы и запорный кран.Known heating device, RF patent No. 2110731, class. F23D 5/04, according to which it comprises a fuel tank mounted on a base, connected by a fuel line to an evaporator, and a fuel burning unit connected thereto, mounted on a pallet, as well as a vapor phase outlet pipe and a shut-off valve.

Недостатком данного горелочного устройства является то, что бак выполнен подвижным на пружинах, что снижает надежность работы горелки.The disadvantage of this burner device is that the tank is movable on springs, which reduces the reliability of the burner.

Известно горелочное устройство для сжигания жидкого топлива, являющееся по технической сущности наиболее близким техническим решением с заявляемым (Сделайте сами в квартире и на даче. Перевод с чешского и словацкого Р.Н.Горской, под ред. Е.К.Гай. Издание второе. М., Стройиздат, 1987 г., стр.226-231). Данное горелочное устройство содержит топливный бак, соединенный топливопроводом через запорно-регулировочный кран с камерой сгорания, выполненной в виде перфорированного усеченного конуса, и размещенными в нем коаксиально друг другу трубками с образованием зазора между ними. При этом верхнее отверстие внутренней трубки расположено выше верхней поверхности топливного бака, а нижнее отверстие внутренней трубки - ниже нижней поверхности топливного бака.Known burner device for burning liquid fuel, which is in technical essence the closest technical solution with the claimed (Do it yourself in the apartment and at the cottage. Translation from Czech and Slovak RN Gorsky, edited by E.K. Gai. Second edition. M., Stroyizdat, 1987, pp. 226-231). This burner device comprises a fuel tank connected by a fuel line through a shut-off and control valve to a combustion chamber made in the form of a perforated truncated cone and tubes placed therein coaxially to each other to form a gap between them. The upper hole of the inner tube is located above the upper surface of the fuel tank, and the lower hole of the inner tube is lower than the lower surface of the fuel tank.

Недостатком данной конструкции является то, что при кипении топлива по всему поперечному сечению во внутренней трубке происходит выталкивание жидкого топлива парами, образующимися ниже верхнего уровня топлива. Столб жидкого топлива, выброшенный в полость наружной трубки, мгновенно закипает, что приводит к пульсации в процессе горения. Пульсация приводит к периодическому переобогащению паровоздушной смеси в объеме перфорированного конуса и сопровождается сажеобразованием, что ведет к загрязнению окружающей среды окисью углерода с сажей. Кроме того, в момент резкого увеличения давления в полости наружной трубки происходит выталкивание топлива из внутренней трубки по топливопроводу обратно в топливный бак. Нестабильная работа горелки приводит к срыву пламени на отверстиях наружной трубки и затуханию горелки.The disadvantage of this design is that when the fuel boils over the entire cross section in the inner tube, liquid fuel is pushed out by vapors formed below the upper fuel level. A column of liquid fuel thrown into the cavity of the outer tube instantly boils, which leads to pulsation in the combustion process. The pulsation leads to periodic re-enrichment of the vapor-air mixture in the volume of the perforated cone and is accompanied by soot formation, which leads to environmental pollution by carbon monoxide and soot. In addition, at the time of a sharp increase in pressure in the cavity of the outer tube, fuel is expelled from the inner tube through the fuel line back to the fuel tank. The unstable operation of the burner leads to a breakdown of the flame at the openings of the outer tube and the attenuation of the burner.

Изменения данной конструкции по патенту РФ №2023958 усложнили конструкцию, но не устранили этот недостаток.Changes to this design according to RF patent No. 2023958 complicated the design, but did not eliminate this drawback.

Технической задачей изобретения является обеспечение стабильности горения топлива в горелке и предотвращение загрязнения окружающей среды.An object of the invention is to ensure the stability of the combustion of fuel in the burner and to prevent environmental pollution.

Поставленная задача решается тем, что в горелочном устройстве, содержащем топливный бак, горелку, корпус которой выполнен в виде трубы, в ее нижней части выполнена камера сгорания в виде усеченного перфорированного конуса, соединенная с топливопроводом, и размещенные в корпусе коаксиально друг другу две трубки, с образованием зазора между ними, при этом верхнее отверстие внутренней трубки расположено выше верхней поверхности топливного бака, а нижнее отверстие - ниже нижней поверхности бака, согласно изобретению внутренняя трубка на внешней поверхности на всю высоту выполнена с теплоизоляцией по дуге 180-250°.The problem is solved in that in the burner device containing the fuel tank, the burner, the casing of which is made in the form of a pipe, in its lower part there is a combustion chamber in the form of a truncated perforated cone connected to the fuel line, and two tubes coaxial to each other, with the formation of a gap between them, while the upper hole of the inner tube is located above the upper surface of the fuel tank, and the lower hole is lower than the lower surface of the tank, according to the invention, the inner tube is on the outside the entire surface of the upper surface is made with thermal insulation along an arc of 180-250 °.

Таким образом, заявляемое техническое решение имеет отличительные признаки как от аналогов, так и от прототипа, и таким образом соответствует критерию «новизна».Thus, the claimed technical solution has distinctive features both from analogues and from the prototype, and thus meets the criterion of "novelty."

Благодаря выполнению на внешней поверхности внутренней трубки на всю ее высоту изоляции по дуге 180-250°, становится возможным частично экранизировать часть внутренней трубки от тепла, излучаемого на нее наружной трубкой, и таким образом происходит кипение топлива лишь на неизолированном участке поверхности внутренней трубки. В процессе сгорания топлива пары топлива на внутренней поверхности поднимаются вдоль неизолированной поверхности внутренней трубки, а на изолированной - сохраняется его жидкая фаза. Ввиду несимметричности кипения топлива во внутренней трубке образующиеся пузырьки паров топлива поднимаются вверх свободно, чем исключается выталкивание столба жидкого топлива в наружную трубку, и соответственно предотвращается возможность скачка давления в наружной и внутренней трубках. В результате этого поступление пара в зону горения происходит равномерно, что позволяет обеспечить стабильную работу горелки и бездымное сгорание топлива. Изоляция по дуге 180-250° подобрана экспериментальным путем, и только при этом условии максимально достигается решение поставленной задачи.Due to the implementation on the outer surface of the inner tube to its entire insulation height in an arc of 180-250 °, it becomes possible to partially screen part of the inner tube from the heat radiated by the outer tube, and thus boiling fuel only on an uninsulated portion of the surface of the inner tube. In the process of fuel combustion, fuel vapor on the inner surface rises along the non-insulated surface of the inner tube, and on the isolated surface its liquid phase is retained. Due to the asymmetry of fuel boiling in the inner tube, the resulting vapor bubbles rise up freely, which excludes the expulsion of the liquid fuel column into the outer tube, and accordingly the possibility of a pressure jump in the outer and inner tubes is prevented. As a result of this, steam enters the combustion zone evenly, which ensures stable operation of the burner and smokeless combustion of fuel. Insulation along an arc of 180-250 ° is selected experimentally, and only under this condition the solution of the problem is achieved to the maximum.

Исходя из вышеизложенного следует, что заявляемое техническое решение устраняет недостатки как аналога, так и прототипа, обладает наличием новых свойств, обуславливающих решение поставленной задачи и, таким образом, заявленное техническое решение соответствует критерию «изобретательский уровень».Based on the foregoing, it follows that the claimed technical solution eliminates the disadvantages of both analog and prototype, has the presence of new properties that determine the solution of the problem and, thus, the claimed technical solution meets the criterion of "inventive step".

Конструкция заявляемого горелочного устройства для сжигания топлива поясняется на чертежах, где на фиг.1 показано устройство в разрезе по высоте, а на фиг 2 - разрез по А-А.The design of the inventive burner device for burning fuel is illustrated in the drawings, where Fig. 1 shows a device in section in height, and in Fig. 2 is a section along AA.

Горелочное устройство содержит металлическое основание 1, на котором установлена камера сгорания 2, выполненная в виде перфорированного усеченного конуса, в центре которого размещены коаксиально установленные внутренняя, испарительная трубка 3 и наружная теплоизлучающая трубка 4, которая закрыта сверху герметично, а в ее нижней части для выхода паров кипящего топлива в зону горения выполнены отверстия 5. Внутренняя трубка 3 на внешней поверхности по всей ее высоте выполнена с теплоизоляцией 6 по дуге 180-250° из термостойкого теплоизолятора, например асбеста. На основании 1 внутри камеры сгорания 2 установлена кольцевая ванна 7, для подачи топлива в которую из бака 8 на топливопроводе 9 установлен кран 10, а во внутреннюю трубку 3 - кран 11. Для подачи тепла потребителю к камере сгорания 2 прикреплена труба 12. При полном баке 8, уровень топлива находится ниже верхнего обреза трубки 3.The burner device contains a metal base 1, on which a combustion chamber 2 is mounted, made in the form of a perforated truncated cone, in the center of which are placed a coaxially mounted inner, evaporating tube 3 and an outer heat-emitting tube 4, which is sealed at the top, and in its lower part for exit holes 5 are made of boiling fuel vapor in the combustion zone. The inner tube 3 on the outer surface along its entire height is made with heat insulation 6 along an arc of 180-250 ° from a heat-resistant heat insulator, like asbestos. On the basis of 1, an annular bath 7 is installed inside the combustion chamber 2, for which fuel is supplied from the tank 8 on the fuel line 9, a valve 10 is installed, and a valve 11 is installed in the inner tube 3. A pipe 12 is attached to the combustion chamber 2 to supply heat to the consumer. tank 8, the fuel level is below the upper edge of the tube 3.

Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.

В бак 8 заливают топливо, открывают кран 11, и согласно принципу сообщающихся сосудов уровень топлива в баке 8 и трубке 3 становится одинаковым, при этом уровень топлива в баке 8 должен быть таким, чтобы верхняя часть трубки 3 была выше уровня топлива в баке 8. Далее открывают кран 10 и наполняют топливом ванну 7 на 2/3 ее высоты, после чего кран 10 закрывают. Топливо зажигают в ванне 7 факелом или электроискрой. После зажигания топлива пламя нагревает наружную трубку 4, теплоизлучение от которой, в свою очередь, нагревает поверхность внутренней трубки 3, при этом в ней происходит закипание топлива. Учитывая, что трубка 3 частично теплоизолирована, закипание топлива происходит на ее внутренней поверхности только на не теплоизолированной части. Пары, выходящие из открытого верхнего конца трубки 3, поступают в полость трубки 4 и через отверстия 5 в камеру сгорания 2 и воспламеняются пламенем топлива из ванны 7. Воздух для горения поступает через перфорацию конуса камеры сгорания 2. Горячий газ от сгорания топлива по трубе 12 поступает потребителю.Fuel is poured into the tank 8, the valve 11 is opened, and according to the principle of communicating vessels, the fuel level in the tank 8 and the tube 3 becomes the same, while the fuel level in the tank 8 should be such that the upper part of the tube 3 is higher than the fuel level in the tank 8. Next, open the valve 10 and fill the bath 7 with fuel at 2/3 of its height, after which the valve 10 is closed. Fuel is ignited in a bathtub 7 with a torch or electric spark. After ignition of the fuel, the flame heats the outer tube 4, the heat radiation from which, in turn, heats the surface of the inner tube 3, while it boils fuel. Considering that the tube 3 is partially insulated, fuel boiling on its inner surface only on the non-insulated part. Vapors leaving the open upper end of the tube 3 enter the cavity of the tube 4 and through the holes 5 into the combustion chamber 2 and are ignited by the fuel flame from the bath 7. The combustion air enters through the perforation of the cone of the combustion chamber 2. Hot gas from the combustion of fuel through the pipe 12 goes to the consumer.

Ввиду нессиметричности кипения топлива во внутренней трубке, образующиеся пузырьки паров топлива поднимаются вверх свободно, чем исключается выталкивание столба жидкого топлива в наружную трубку, в результате не возникают скачки давления в наружной и внутренней трубках. Поступление паров в зону горения происходит равномерно, что обеспечивает стабильную и бездымную работу горелочного устройства.Due to the asymmetric boiling of fuel in the inner tube, the resulting vapor bubbles of fuel rise up freely, which excludes the expulsion of the column of liquid fuel into the outer tube, resulting in no pressure surges in the outer and inner tubes. Vapors enter the combustion zone evenly, which ensures stable and smokeless operation of the burner device.

Claims

1. A burner for burning liquid fuel, comprising a base with a combustion chamber mounted therein in the form of a perforated truncated cone with a burner placed therein, formed coaxially placed to form a gap, an internal, vaporizing tube connected to the fuel tank, and an external, heat-emitting tube, sealed at the top, having outlet openings for boiling fuel vapors in the lower part, and an annular bath, also connected to the fuel tank, is installed inside the combustion chamber a tank, a pipe is attached to the combustion chamber, which forms the burner body, and part of the outer surface of the internal evaporation tube is provided with heat insulation along its entire height.

2. The burner device according to claim 1, characterized in that the thermal insulation is made along an arc of 180-250 °.