RU2419027C1 - Intermittent burning boiler - Google Patents
Intermittent burning boiler Download PDFInfo
- Publication number
- RU2419027C1 RU2419027C1 RU2009135633/06A RU2009135633A RU2419027C1 RU 2419027 C1 RU2419027 C1 RU 2419027C1 RU 2009135633/06 A RU2009135633/06 A RU 2009135633/06A RU 2009135633 A RU2009135633 A RU 2009135633A RU 2419027 C1 RU2419027 C1 RU 2419027C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- wall
- boiler
- chamber
- ignition
- walls
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23C—METHODS OR APPARATUS FOR COMBUSTION USING FLUID FUEL OR SOLID FUEL SUSPENDED IN A CARRIER GAS OR AIR
- F23C15/00—Apparatus in which combustion takes place in pulses influenced by acoustic resonance in a gas mass
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2214/00—Cooling
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F23—COMBUSTION APPARATUS; COMBUSTION PROCESSES
- F23D—BURNERS
- F23D2900/00—Special features of, or arrangements for burners using fluid fuels or solid fuels suspended in a carrier gas
- F23D2900/00018—Means for protecting parts of the burner, e.g. ceramic lining outside of the flame tube
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Fluidized-Bed Combustion And Resonant Combustion (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к котлу пульсирующего горения, предназначенному, например, для нагревания воды в системе отопления, в частности к камере сгорания нагревательного корпуса.The invention relates to a pulsating combustion boiler, for example, for heating water in a heating system, in particular to a combustion chamber of a heating case.
Котел пульсирующего горения содержит нагревательный корпус, выполненный в виде цилиндра, ограничивающего замкнутое пространство. В своей верхней части это замкнутое пространство содержит камеру предварительного смешивания, нижняя часть которой соединена с клапанным затвором. Частично затвор вставлен в верхнюю часть камеры сгорания, при этом камера сгорания соединена с теплообменником, сообщающимся с камерой расширения, расположенной в нижней части цилиндра.The pulsating combustion boiler contains a heating housing made in the form of a cylinder bounding an enclosed space. In its upper part, this enclosed space contains a pre-mixing chamber, the lower part of which is connected to the valve shutter. The shutter is partially inserted into the upper part of the combustion chamber, while the combustion chamber is connected to a heat exchanger in communication with the expansion chamber located in the lower part of the cylinder.
Внутри нагревательного корпуса часть клапанного затвора, наружная металлическая стенка камеры сгорания и теплообменник погружены в воду нагревательного контура, предназначенную для нагрева.Inside the heating case, a part of the valve gate, the outer metal wall of the combustion chamber and the heat exchanger are immersed in the water of the heating circuit intended for heating.
Нагревательный корпус соединен с выпускной трубой, находящейся снаружи замкнутого пространства, начиная от его камеры предварительного смешивания.The heating casing is connected to an exhaust pipe located outside the enclosed space, starting from its pre-mixing chamber.
Клапанный затвор обеспечивает периодическую и управляемую подачу газовой смеси окислитель-топливо в камеру воспламенения. Эту смесь получают в камере предварительного смешивания, в которую одновременно подают окислитель и топливо, например воздух и углеводородный газ; затем эта смесь поступает через клапанный затвор во впускной трубопровод и в конечном итоге попадает в камеру сгорания котла, где воспламеняется.The valve shutter provides a periodic and controlled supply of an oxidizer-fuel gas mixture to the ignition chamber. This mixture is obtained in a premixing chamber into which an oxidizing agent and fuel, for example air and hydrocarbon gas, are simultaneously supplied; then this mixture enters through the valve gate into the inlet pipe and ultimately enters the combustion chamber of the boiler, where it ignites.
Клапанный затвор в основном содержит четыре части: корпус, клапанный упор, набор средств зажигания и клапан.Valve valve mainly contains four parts: body, valve stop, ignition kit and valve.
Верхняя часть клапанного упора сообщается через отверстия с камерой предварительного смешивания газов. Газовая смесь поступает во впускной трубопровод за счет давления газовой смеси в камере предварительного смешивания в верхней части клапана и одновременно за счет всасывания в нижней части клапана. Это явление всасывания происходит из-за расширения газов, горящих внутри камеры сгорания, и выброса газообразных продуктов горения в камеру разрежения. Это создает разрежение на входе во впускной трубопровод, а также в камере предварительного смешивания через клапанный затвор.The upper part of the valve stop communicates through openings with the chamber of preliminary mixing of gases. The gas mixture enters the inlet pipe due to the pressure of the gas mixture in the premixing chamber in the upper part of the valve and at the same time due to suction in the lower part of the valve. This suction phenomenon occurs due to the expansion of the gases burning inside the combustion chamber and the release of gaseous combustion products into the rarefaction chamber. This creates a vacuum at the inlet to the inlet pipe, as well as in the premixing chamber through the valve.
Таким образом, выброс газообразных продуктов горения приводит к всасыванию нового количества газовоздушной смеси в камеру сгорания.Thus, the release of gaseous products of combustion leads to the absorption of a new amount of gas-air mixture into the combustion chamber.
В корпус затвора заходит клапанный упор и весь узел устанавливают непосредственно на верхней части камеры сгорания.The valve stop enters the valve body and the entire assembly is mounted directly on the upper part of the combustion chamber.
По обе стороны от узла корпуса и клапанного упора установлены средства зажигания, содержащие, в частности, свечу первого зажигания, вставленную в цилиндрическую деталь. Во время запуска эта свеча воспламеняет газы непосредственно внутри камеры сгорания. Цилиндрическую деталь, в которую вставлена свеча, называют стабилизатором пламени. Цилиндрическая часть расширяется в виде раструба на своем нижнем конце, расположенном в камере сгорания.On both sides of the housing assembly and the valve stop, ignition means are installed, comprising, in particular, a first spark plug inserted into a cylindrical part. During start-up, this spark plug ignites the gases directly inside the combustion chamber. The cylindrical part into which the candle is inserted is called a flame stabilizer. The cylindrical part expands in the form of a bell at its lower end located in the combustion chamber.
Камера сгорания содержит, в частности, камеру воспламенения и расширительную камеру, продолжающую камеру воспламенения. Камера сгорания ограничена металлической стенкой. Эта стенка может быть выполнена в виде колокола, на вершине которого закреплен вентиль. В частности, стенка может иметь вид перевернутого тюльпана. Верхняя часть этой стенки имеет по существу параболическое сечение в плоскости, проходящей через ось поверхности вращения указанной стенки. Нижняя часть указанной стенки имеет по существу цилиндрическую форму.The combustion chamber includes, in particular, an ignition chamber and an expansion chamber extending the ignition chamber. The combustion chamber is bounded by a metal wall. This wall can be made in the form of a bell, on top of which a valve is fixed. In particular, the wall may take the form of an inverted tulip. The upper part of this wall has a substantially parabolic section in a plane passing through the axis of the surface of rotation of the wall. The lower part of the wall has a substantially cylindrical shape.
Внутри камеры сгорания камера воспламенения ограничена второй металлической стенкой, коаксиальной первой стенке и имеющей аналогичную форму колокола или перевернутого тюльпана. Обе стенки разделены небольшим пространством.Inside the combustion chamber, the ignition chamber is bounded by a second metal wall, coaxial to the first wall and having a similar bell or inverted tulip shape. Both walls are separated by a small space.
Таким образом, самые первые возгорания газовой смеси в течение примерно одной - двух секунд происходят при помощи свечи зажигания, расположенной внутри раструба, находящегося в центре камеры воспламенения. Затем газы всасываются в камеру сгорания, где происходит их самовоспламенение за счет высокой температуры в камере воспламенения. В частности, это самовоспламенение происходит в момент, когда газы оказываются вблизи более или менее обширной зоны. Указанную зону называют горячей точкой. Эта горячая точка расположена вдоль стенки камеры воспламенения.Thus, the very first ignitions of the gas mixture within about one to two seconds occur using a spark plug located inside the socket located in the center of the ignition chamber. Then the gases are sucked into the combustion chamber, where they self-ignite due to the high temperature in the ignition chamber. In particular, this self-ignition occurs at the moment when the gases are near a more or less extensive zone. The specified zone is called a hot spot. This hot spot is located along the wall of the ignition chamber.
Однако возникает проблема, связанная со стабильностью места расположения этой горячей точки. Действительно, чтобы горение газовой смеси было оптимальным и чтобы сгорание смеси было полным, необходимо, чтобы температура внутри камеры воспламенения была достаточно высокой. В противном случае вдоль стенок камеры образуется нагар, который приводит к ее загрязнению. Кроме того, плохое сгорание, в частности связанное со слишком низкой температурой, приводит к образованию окиси углерода (СО), являющегося чрезвычайно вредным газом.However, a problem arises with the stability of the location of this hot spot. Indeed, in order for the combustion of the gas mixture to be optimal and for the combustion of the mixture to be complete, it is necessary that the temperature inside the ignition chamber be sufficiently high. Otherwise, carbon deposits form along the walls of the chamber, which leads to its pollution. In addition, poor combustion, in particular due to a too low temperature, leads to the formation of carbon monoxide (CO), which is an extremely harmful gas.
Чтобы поддерживать в камере воспламенения температуру, обеспечивающую полное сгорание смеси, внутреннюю поверхность стенки камеры воспламенения покрывают жаропрочным материалом. Этот материал оказывает эффект теплового щита напротив внутренней стенки камеры сгорания, которая окружает стенку камеры воспламенения. Что касается наружной поверхности стенки камеры сгорания, то она находится в прямом контакте с нагреваемой водой.In order to maintain a temperature in the ignition chamber that ensures complete combustion of the mixture, the inner surface of the wall of the ignition chamber is coated with a heat-resistant material. This material has the effect of a heat shield opposite the inner wall of the combustion chamber, which surrounds the wall of the ignition chamber. As for the outer surface of the wall of the combustion chamber, it is in direct contact with the heated water.
Технической проблемой устройства такого типа является то, что по мере сгорания смеси, подаваемой в камеру воспламенения, температура внутренней стенки этой камеры поднимается. Однако этот подъем температуры, хотя и происходит постепенно, приводит к перемещению зоны, определяющей локализацию горячей точки.The technical problem of this type of device is that as the mixture is supplied to the ignition chamber, the temperature of the inner wall of this chamber rises. However, this rise in temperature, although it occurs gradually, leads to a displacement of the zone determining the localization of the hot spot.
Действительно, в зависимости от более или менее продолжительной работы котла происходит нагрев внутренней стенки, ограничивающей камеру воспламенения. Этот нагрев происходит в камере воспламенения снизу вверх по направлению к вершине стенки в виде перевернутого тюльпана. Это явление приводит к перемещению зоны горячей точки вверх. С учетом более высокой температуры в верхней части камеры газы, сразу попадающие в камеру воспламенения, расширяются быстрее. С подъемом горячей точки они, следовательно, расширяются быстрее и самовоспламеняются.Indeed, depending on the more or less continuous operation of the boiler, the inner wall that borders the ignition chamber is heated. This heating occurs in the ignition chamber from the bottom up towards the top of the wall in the form of an inverted tulip. This phenomenon causes the hot spot to move up. Given the higher temperature in the upper part of the chamber, gases immediately entering the ignition chamber expand faster. As the hot spot rises, they therefore expand faster and self-ignite.
Этот механизм ослабляет явление всасывания в камеру воспламенения и, в частности, уменьшает количество кислорода, поступающего внутрь камеры воспламенения. В таком случае сгорание оказывается неполным. В зависимости от продолжительности работы котла и от теплотворной способности подаваемого в камеру газа в результате нехватки кислорода происходит затухание, а затем полная остановка котла.This mechanism attenuates the phenomenon of absorption into the ignition chamber and, in particular, reduces the amount of oxygen entering the ignition chamber. In this case, combustion is incomplete. Depending on the duration of the boiler and the calorific value of the gas supplied to the chamber, as a result of the lack of oxygen, attenuation occurs and then the boiler stops completely.
Кроме того, котел должен работать довольно продолжительное время в зависимости от количества нагреваемой воды в контуре, а также от своей мощности.In addition, the boiler should work for a rather long time, depending on the amount of heated water in the circuit, as well as on its capacity.
Мощность котла определена его техническими характеристиками и, в частности, его способностью перерабатывать поступающее в него топливо с большей или меньшей степенью обогащения.The power of the boiler is determined by its technical characteristics and, in particular, by its ability to process the fuel entering it with a greater or lesser degree of enrichment.
Можно определить энергетический порог, ниже которого котел не выдаст предусмотренной мощности и даже не будет работать совсем. Можно также определить порог, выше которого котел не может выдать свою мощность по причине слишком обогащенного топлива. Действительно, высокий уровень обогащения топлива может привести к температурам горения, превышающим предусмотренный для котла диапазон. Это может привести к еще более быстрому подъему горячей точки вдоль стенки камеры воспламенения. В этом случае снижается максимально допустимая рабочая мощность котла пульсирующего горения.It is possible to determine the energy threshold below which the boiler will not give out the provided power and will not even work at all. You can also determine the threshold above which the boiler cannot give out its power due to too rich fuel. Indeed, a high level of fuel enrichment can lead to combustion temperatures exceeding the range provided for the boiler. This can lead to an even faster rise of the hot spot along the wall of the ignition chamber. In this case, the maximum permissible operating power of the pulsating combustion boiler is reduced.
Задачей изобретения является решение этих проблем путем модификации стенки камеры воспламенения. Согласно изобретению в указанной стенке выполнены один или несколько вырезов.The objective of the invention is to solve these problems by modifying the walls of the ignition chamber. According to the invention, one or more cutouts are made in said wall.
Согласно изобретению предложен котел (1) пульсирующего горения, содержащий камеру (3) предварительного смешивания для получения газовой смеси окислителя с топливом, клапанный затвор (2) на выходе из камеры (3) предварительного смешивания, снабженный впускным трубопроводом (21) и стабилизатором (17) пламени в виде вертикальной цилиндрической детали (18), расширяющейся на нижнем конце в виде раструба (19), камеру (7) сгорания на выходе впускного трубопровода (21), включающую в себя камеру (10) воспламенения и расширительную камеру (11), продолжающую камеру (10) воспламенения, при этом камера сгорания (7) ограничена первой металлической стенкой (6), камера (10) воспламенения охватывает стабилизатор (17) пламени и ограничена второй металлической стенкой (12), коаксиальной с первой стенкой. В металлической стенке (12) камеры (10) воспламенения выполнены один или несколько вырезов (20).According to the invention, there is provided a pulsating combustion boiler (1) comprising a pre-mixing chamber (3) for producing a gas mixture of an oxidizing agent and fuel, a valve (2) at the outlet of the pre-mixing chamber (3), equipped with an inlet pipe (21) and a stabilizer (17 ) a flame in the form of a vertical cylindrical part (18) expanding at the lower end in the form of a bell (19), a combustion chamber (7) at the outlet of the inlet pipe (21), which includes an ignition chamber (10) and an expansion chamber (11), continuing camera (10) ignition, while the combustion chamber (7) is limited by the first metal wall (6), the ignition chamber (10) covers the stabilizer (17) of the flame and is limited by the second metal wall (12), coaxial with the first wall. One or more cutouts (20) are made in the metal wall (12) of the ignition chamber (10).
При этом верхняя часть (8.1) стенки (12) камеры (10) воспламенения имеет по существу параболическое сечение в плоскости, проходящей через ось (15) камеры этой (10), а нижняя часть стенки (12) имеет по существу цилиндрическую форму (9.1), при этом граница между указанными частями (8.1, 9.1) находится по существу на уровне основания раструба (19) стабилизатора (17) пламени.Moreover, the upper part (8.1) of the wall (12) of the ignition chamber (10) has a substantially parabolic section in a plane passing through the axis (15) of this (10) chamber, and the lower part of the wall (12) has a substantially cylindrical shape (9.1 ), while the boundary between the indicated parts (8.1, 9.1) is essentially at the level of the base of the socket (19) of the flame stabilizer (17).
Вырез или вырезы (20) расположены на высоте, по существу соответствующей третьей части высоты стенки (12) камеры (10) воспламенения, начиная от вершины указанной стенки (12).The cut-out or cut-outs (20) are located at a height essentially corresponding to the third part of the height of the wall (12) of the ignition chamber (10), starting from the top of the specified wall (12).
Часть стенки (12), ограниченная ее вершиной и вырезом или вырезами (20), по существу соответствует части (8.1) параболического сечения.Part of the wall (12), bounded by its top and cutout or cutouts (20), essentially corresponds to part (8.1) of the parabolic section.
Вырез или вырезы (20) расположены по высоте между вершиной камеры (10) воспламенения и основанием раструба (19) вблизи основания раструба.The notch or notches (20) are located in height between the top of the ignition chamber (10) and the base of the bell (19) near the base of the bell.
Вырезы (20) и сплошные части (20.1), соединяющие верхнюю и нижнюю части стенки (12), равномерно распределены вдоль горизонтального круглого сечения стенки (12).The cutouts (20) and the solid parts (20.1) connecting the upper and lower parts of the wall (12) are evenly distributed along the horizontal circular section of the wall (12).
В горизонтальном круглом сечении стенки (12) имеются три выреза (20) идентичной формы и размеров и три сплошные части (20.1) идентичной формы и размеров.In the horizontal circular section of the wall (12), there are three cutouts (20) of identical shape and size and three solid parts (20.1) of identical shape and size.
В горизонтальном круглом сечении стенки (12) длина выреза (20) больше длины сплошной части (20.1).In the horizontal circular section of the wall (12), the length of the cutout (20) is greater than the length of the solid part (20.1).
Длина выреза (20) превышает в пять раз длину сплошной части (20.1).The length of the cutout (20) is five times the length of the solid part (20.1).
Клапанный затвор (2) расположен в опоре (5), на которой закреплены стенки (6, 12) камер сгорания (7) и воспламенения (10), и снабжен по меньшей мере двумя прокладками (22, 23) для изоляции клапанного затвора (2) от тепла, передающегося от стенок (6, 12) и их опоры (5).The valve shutter (2) is located in the support (5), on which the walls (6, 12) of the combustion chambers (7) and ignition (10) are fixed, and is equipped with at least two gaskets (22, 23) for isolating the valve shutter (2 ) from heat transmitted from the walls (6, 12) and their support (5).
Вырезы позволяют не только стабилизировать место, где находится горячая точка, но также избежать слишком большой потери тепла через тепловой щит стенки камеры воспламенения.Cutouts allow not only to stabilize the place where the hot spot is located, but also to avoid too much heat loss through the heat shield of the ignition chamber wall.
Действительно, возможная слишком большая потеря тепла через вырезы стенки камеры воспламенения может стать причиной:Indeed, a possible too much heat loss through the cutouts of the ignition chamber wall can cause:
- плохого горения, связанного со слишком низкой температурой в камере воспламенения,- poor combustion associated with too low a temperature in the ignition chamber,
- снижения горячей точки в направлении нижней части камеры воспламенения, что приводит к запоздалому самовоспламенению смеси,- reducing the hot spot in the direction of the lower part of the ignition chamber, which leads to a delayed self-ignition of the mixture,
- чрезмерного нагрева стенки камеры сгорания.- excessive heating of the wall of the combustion chamber.
С учетом теплопроводности этот нагрев может привести к слишком высокой температуре опоры, на которой закреплена стенка камеры воспламенения, а также самой стенки камеры воспламенения. Но в эту опору заходит клапанный затвор. Температура указанного клапанного затвора должна быть строго контролируемой, чтобы избежать любой возможности воспламенения газовоздушной смеси внутри впускного трубопровода.Taking into account the thermal conductivity, this heating can lead to a too high temperature of the support on which the wall of the ignition chamber is fixed, as well as the wall of the ignition chamber itself. But the valve shutter enters this support. The temperature of the specified valve must be strictly controlled to avoid any possibility of ignition of the air-gas mixture inside the inlet pipe.
Другой задачей изобретения является ограничение чрезмерного нагрева корпуса затвора, вследствие теплопроводности опоры стенок камер сгорания и воспламенения. Согласно изобретению для этого имеются по меньшей мере две изолирующие прокладки, охватывающие корпус клапанного затвора. Опора стенок камер сгорания и воспламенения контактирует с этими прокладками.Another object of the invention is to limit excessive heating of the valve body due to the thermal conductivity of the support of the walls of the combustion and ignition chambers. According to the invention, there are at least two insulating gaskets for this covering the valve shutter body. The support of the walls of the combustion and ignition chambers is in contact with these gaskets.
Изобретение будет более понятно из нижеследующего описания, представленного в качестве неограничивающего примера со ссылками на прилагаемые чертежи.The invention will be better understood from the following description, presented by way of non-limiting example with reference to the accompanying drawings.
На фиг.1 схематично показан котел согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения, общий вид;1 schematically shows a boiler according to a preferred embodiment of the invention, a General view;
на фиг.2 - разрез камеры воспламенения котла, изображенного на фиг.1, по вертикальной плоскости, проходящей через вертикальную центральную ось котла;figure 2 is a section of the ignition chamber of the boiler shown in figure 1, on a vertical plane passing through the vertical central axis of the boiler;
на фиг.3 - разрез камеры воспламенения котла, изображенного на фиг.1, по горизонтальной плоскости, проходящей через вырезы в соответствии с настоящим изобретением.figure 3 is a sectional view of the ignition chamber of the boiler shown in figure 1, on a horizontal plane passing through the cutouts in accordance with the present invention.
В дальнейшем описании указания на направления, такие как горизонтальное, вертикальное, верх, низ и т.д., следует рассматривать соответствующими рабочему положению котла.In the following description, directions to directions, such as horizontal, vertical, top, bottom, etc., should be considered appropriate to the operating position of the boiler.
На фиг.1 показан котел 1 пульсирующего горения, снабженный клапанным затвором 2. На этом чертеже показан только главный нагревательный корпус котла 1; впускной коллектор, а также выпускной коллектор не показаны. Кроме того, не показан клапан затвора 2.Figure 1 shows a pulsating combustion boiler 1 provided with a
В своей вершине над клапанным затвором 2 котел 1 содержит камеру 3 предварительного смешивания, в которую из впускного входа 4 поступает газообразная смесь типа воздух - углеводородный газ.At its apex above the
Клапанный затвор 2 установлен внутри опоры 5, имеющей по существу цилиндрическую форму. В нижней части опоры 5 на наружной стенке цилиндра закреплена вершина металлической стенки 6, ограничивающей камеру 7 сгорания. Стенка 6 имеет вид колокола. В частности, указанная стенка 6 имеет форму перевернутого тюльпана. Первая часть 8 указанного тюльпана по существу является поверхностью вращения относительно оси 15. Указанная ось 15 является также осью клапанного затвора 2 и опоры 5. Сечение части 8 в вертикальной плоскости, проходящей через ось 15, имеет по существу параболическую форму. Вторая часть 9 стенки 6 имеет по существу цилиндрическую форму.The
Во время работы котла для нагревания воды в системе отопления стенка 6 снаружи окружена нагреваемой водой.During operation of the boiler for heating water in the heating system, the
Внутри камеры 7 сгорания находятся камера 10 воспламенения и расширительная камера 11. Камера 10 воспламенения ограничена стенкой 12. Вершина указанной стенки 12 закреплена на нижней части опоры 5 на наружной стенке цилиндра под креплением стенки 6. Стенка 12 камеры 10 воспламенения имеет форму перевернутого тюльпана аналогично стенке 6. Первая часть 8.1 указанной стенки 12 по существу является поверхностью вращения с осью 15. Сечение части 8.1 в вертикальной плоскости, проходящей через ось 15, имеет по существу параболическую форму. Вторая часть 9.1 стенки 12 имеет по существу цилиндрическую форму. Наружная поверхность стенки 12 отделена от внутренней поверхности стенки 6 зазором по существу постоянной толщины.Inside the
Основание камеры 7 сгорания отделено от расширительной камеры 11 металлической сотовой конструкцией 13, придающей жесткость камере 7 сгорания.The base of the
Конструкция нагревательного корпуса также содержит на выходе, т.е. снизу расширительной камеры, камеру 14, называемую камерой разрежения. Эта камера 14 состоит из различных выпускных каналов, выполненных по спирали относительно центральной оси 15 вращения нагревательного корпуса.The design of the heating casing also contains an output, i.e. below the expansion chamber,
Клапанный затвор 2 оборудован трубопроводом 21 подачи смеси воздуха с газом в камеру 7 сгорания. Впускной трубопровод 21 образует по существу цилиндрическое пространство с вертикальной осью 15. Кроме того, клапанный затвор 2 содержит средства 16 зажигания, предназначенные для первых зажиганий газовой смеси. Эти средства 16 зажигания содержат, в частности, свечу первого зажигания (не показана), расположенную внутри стабилизатора 17 пламени. Стабилизатор 17 пламени выполнен в виде цилиндрической детали 18, расширяющейся на своем нижнем конце с образованием раструба 19. Свеча производит искру зажигания внутри раструба 19.The
Оси камер сгорания 7, воспламенения 10 и расширения 14, а также стабилизатора 17 пламени совпадают с центральной осью 15 нагревательного корпуса.The axis of the
Раструб 19 стабилизатора 17 пламени находится в центре камеры 10 воспламенения на высоте, находящейся между третьей частью и половиной общей высоты колокола, образующего стенку 12, начиная от вершины указанной стенки 12. Предпочтительно раструб 19 расположен на высоте, близкой к третьей части общей высоты колокола, образующего стенку 13, начиная от вершины стенки 12.The
Предпочтительно вершина стенки 12 камеры 10 воспламенения, нижний конец опоры 5 и нижний конец клапанного затвора 2, помещенный в опору 5, находятся по существу в одной горизонтальной плоскости.Preferably, the top of the
В стенке 12 выполнены сквозные вырезы 20, предпочтительно расположенные по существу в плоскости, перпендикулярной к оси 15 нагревательного корпуса, в горизонтальном сечении колокола, образующего стенку 12 камеры 10 воспламенения.Through-
Предпочтительно каждый вырез 20 выполнен в виде горизонтальной щели, проходящей через часть окружности горизонтального сечения стенки 12 камеры 10 воспламенения. Вырезы разделены сплошными частями, соединяющими верхнюю часть и нижнюю часть стенки 12.Preferably, each
На фиг.2 показана камера 10 воспламенения котла, изображенного на фиг.1, в разрезе в вертикальной плоскости, проходящей через центральную ось 15. Как показано на фиг.2, согласно предпочтительному варианту осуществления изобретения вырезы образованы в стенке 12 на высоте, по существу соответствующей границе между частью 8.1 параболического сечения и цилиндрической частью 9.1 этой стенки 12. Предпочтительно высота части 8.1 составляет от одной трети до половины общей высоты стенки 12, следовательно, высота части 9.1 составляет от половины до двух третей общей высоты стенки 12.Figure 2 shows the
Длину цилиндрической детали 18 стабилизатора 17 пламени определяют таким образом, чтобы нижний конец раструба 19, т.е. его основание, находился в горизонтальной плоскости, расположенной немного ниже горизонтальной плоскости, проходящей через вырезы 20.The length of the
В частности, расстояние d между горизонтальной плоскостью, содержащей основание раструба 19, и горизонтальной плоскостью, проходящей на половине высоты вырезов 20, предпочтительно превышает высоту h вырезов 20, измеренную вдоль вертикальной оси, от 1 до 5 раз.In particular, the distance d between the horizontal plane containing the base of the
Таким образом, проемы, образованные вырезами 20 в стенке 12, находящиеся в прямом контакте с воздушным промежутком, отделяющим стенку 12 от стенки 6, расположены выше основания раструба 19. Таким образом, указанные проемы расположены на входе свечи, то есть перед первым зажиганием газовой смеси, поступающей из клапанного затвора.Thus, the openings formed by the
В зоне прохождения газов, расположенной между внутренним пространством параболической части 8.1 стенки 12 и верхней частью раструба 19, газовый поток течет достаточно быстро и направлен таким образом, чтобы смесь не заходила в проемы, образованные вырезами 20 в стенке 12. Расширяющаяся форма раструба 19 позволяет также улучшить поток и турбулентные явления. Она позволяет также лучше охлаждать внутреннее пространство параболической части 8.1 стенки 12 за счет объема поступающей смеси воздуха с углеводородным газом до ее воспламенения.In the gas passage zone, located between the inner space of the parabolic part 8.1 of the
Раструб 19 не дает также этому объему смеси сразу войти в контакт со свечой во время его захождения в камеру 10. Действительно, поскольку свеча вставлена в цилиндрический канал 18, воспламеняющая искра появляется внутри раструба 19. Прежде чем войти в контакт с указанной искрой, поступающая в камеру 10 воспламенения смесь воздуха с углеводородным газом успевает относительно равномерно распределиться внутри указанной камеры. Кроме того, самая высокая точка воспламенения смеси остается ниже вырезов 20.The
Если по окружности сечения стенки 12 выполнены несколько описанных выше вырезов, то они предпочтительно имеют идентичные форму и размеры. В частности, они имеют идентичные длину и высоту. Вырезы разделены сплошными частями 20.1. Предпочтительно эти сплошные части тоже имеют идентичные форму и размеры, в частности идентичную длину. Длину измеряют вдоль горизонтального круглого сечения стенки 12.If several cutouts described above are made around the circumference of the
Предпочтительно длина выреза 20 больше длины промежутка между двумя вырезами, то есть больше длины сплошной части 20.1. Еще предпочтительнее, длина выреза 20 в пять раз превышает длину сплошной части 20.1, а наиболее предпочтительно длина выреза 20 в восемь раз превышает длину сплошной части 20.1.Preferably, the length of the
Таким образом, части стенки 12, находящиеся выше и ниже вырезов 20, соединены между собой минимальным количеством материала, следовательно, они термически изолированы друг от друга слоем воздуха, при этом стенка сохраняет достаточную жесткость во время дефлаграции, связанной с воспламенением воздушно-углеводородной смеси.Thus, the parts of the
Согласно предпочтительному варианту выполнения изобретения стенка 12 содержит три выреза 20 одинаковой длины, расположенных вдоль горизонтального круглого сечения камеры 10 воспламенения, как показано на фиг.3. Сплошные части 20.1, число которых также равно трем, тоже имеют одинаковую длину и равномерно распределены вдоль горизонтального круглого сечения стенки 12. Таким образом, вертикальные плоскости симметрии между этими тремя сплошными частями 20.1 образуют между собой углы 360°/3=120°.According to a preferred embodiment of the invention, the
Например, для котла, показанного на фиг.1, 2 и 3, можно принять следующие размеры: диаметр горизонтального круглого сечения стенки 12 на уровне вырезов 20 приблизительно равен 100 мм; длина сплошной части 20.1, измеренная по этому горизонтальному сечению, равна примерно 10 мм; длина выреза 20, измеренная по указанному горизонтальному сечению, равна примерно 95 мм. Высота вырезов 20, измеренная по вертикальной оси, равна примерно 2 мм.For example, for the boiler shown in figures 1, 2 and 3, the following dimensions can be taken: the diameter of the horizontal circular section of the
Эти размеры являются достаточными, чтобы не допустить нагрев материала параболической верхней части 8.1 стенки 12 до тех температур, до которых нагревается цилиндрическая нижняя часть 9.1 стенки 12.These dimensions are sufficient to prevent the heating of the material of the parabolic upper part 8.1 of the
Высокие температуры нижней части 9.1 связаны с воспламенением газовой смеси внутри камеры 10 воспламенения.The high temperatures of the lower part 9.1 are associated with the ignition of the gas mixture inside the
После первых воспламенений, произведенных свечой, за счет наличия горячей точки происходит самопроизвольное воспламенение. Эта горячая точка соответствует зоне небольшой высоты, расположенной на горизонтальном круглом сечении стенки 12. Таким образом, горячая точка имеет вид кольца на нижней стороне стенки 12, покрытой огнеупорным материалом.After the first ignitions produced by a candle, spontaneous ignition occurs due to the presence of a hot spot. This hot spot corresponds to a zone of small height located on a horizontal circular section of the
Предпочтительно, когда котел поддерживает правильное самовоспламенение, горячая точка располагается на цилиндрической части 9.1 стенки 12. Горячая точка находится немного ниже основания раструба 19, то есть на уровне первого воспламенения газовой смеси от свечи в камере 10.Preferably, when the boiler maintains proper self-ignition, the hot spot is located on the cylindrical part 9.1 of the
При отсутствии описанных выше вырезов 20 по мере работы котла эта горячая точка стремится слегка подняться вдоль стенки 12. При этом она переходит уровень основания раструба 19 и поднимается еще дальше вдоль параболической части 8.1 и может оказаться слишком близко к клапанному затвору 2 и к зоне поступления смеси воздуха с углеводородным газом.In the absence of the
Кроме того, такой подъем горячей точки приводит к нарушению регулировки частоты пульсации клапана в клапанном затворе 2. Подъем горячей точки прежде всего приводит к образованию большого количества окиси углерода по причине недостаточного поступления воздуха и неполного сгорания.In addition, such a hot spot rise leads to a violation of the regulation of the pulsation frequency of the valve in the
Действительно, при каждом импульсе котла пульсирующего горения подача нового объема смеси воздуха с углеводородным газом прежде всего происходит внутри камеры 3 предварительного смешивания через отверстия клапанного затвора. После этого газовая смесь проходит через впускной трубопровод 21 и затем попадает в верхнюю часть камеры 10 воспламенения. Верхняя часть камеры 10 воспламенения соответствует параболической части 8.1 стенки 12 и содержит нижнюю часть средств 16 зажигания, в частности цилиндр 18 с раструбом 19 на его конце.Indeed, with each pulse of the pulsating combustion boiler, the supply of a new volume of a mixture of air with hydrocarbon gas primarily occurs inside the
Смесь воздуха с углеводородным газом воспламеняется при контакте с соответствующей зоной в горячей точке. После дефлаграции удаление газового потока в направлении расширительной камеры 11, а затем в направлении камеры 14 разрежения приводит к появлению разрежения в верхней части камеры 10 воспламенения и, следовательно, к явлению всасывания в части, находящейся на входе в указанную камеру. В ходе одного движения клапан открывает отверстия в клапанном затворе 2, сообщающиеся с камерой 3 предварительного смешивания. Явление всасывания позволяет новому объему смеси воздуха с углеводородным газом попасть из камеры предварительного смешивания во впускной трубопровод 21.A mixture of air and hydrocarbon gas ignites upon contact with the corresponding zone in a hot spot. After deflagration, the removal of the gas stream in the direction of the
Однако топливо, в данном случае углеводородный газ, поступает в камеру предварительного смешивания с постоянными значениями расхода и давления. Что же касается окислителя, в данном случае воздуха, то он поступает в основном за счет всасывания, возникающего в результате выброса газов из камер расширения 11 и разрежения 14. Этот выброс происходит в результате дефлаграции, связанной с воспламенением смеси воздуха с углеводородным газом.However, fuel, in this case, hydrocarbon gas, enters the pre-mixing chamber with constant flow and pressure. As for the oxidizing agent, in this case, air, it comes mainly from the absorption resulting from the emission of gases from the
В случае слишком позднего или, наоборот, слишком раннего воспламенения всасываемый объем воздуха оказывается недостаточным, что приводит к неполному сгоранию смеси воздуха с углеводородным газом.In the event of too late or, conversely, too early ignition, the intake air volume is insufficient, which leads to incomplete combustion of the mixture of air with hydrocarbon gas.
Это неполное сгорание приводит к образованию окиси углерода, чрезвычайно вредной и не имеющей запаха, следовательно, являющейся опасным газом. Одновременно температура в камере 10 воспламенения снижается, в результате чего загрязняется внутренняя часть камеры 10 воспламенения.This incomplete combustion leads to the formation of carbon monoxide, which is extremely harmful and odorless, therefore a hazardous gas. At the same time, the temperature in the
Таким образом необходимо поддерживать горячую точку в камере воспламенения на постоянной или почти постоянной высоте, причем не только для обеспечения равномерности циклов сгорания и равномерной пульсации, синхронизированной с ходом клапана, но также и для обеспечения постоянной дозировки смеси воздуха с углеводородным газом для ее полного сгорания.Thus, it is necessary to maintain a hot spot in the ignition chamber at a constant or almost constant height, not only to ensure uniform combustion cycles and uniform pulsation synchronized with the valve stroke, but also to ensure a constant dosage of the mixture of air with hydrocarbon gas for its complete combustion.
Описанные выше вырезы поддерживают горячую точку на уровне, расположенном в верхней части цилиндрической части 9.1 камеры воспламенения. Предпочтительно горячая точка находится вблизи уровня основания раструба 19.The cutouts described above maintain a hot spot at a level located at the top of the cylindrical portion 9.1 of the ignition chamber. Preferably, the hot spot is near the level of the base of the
Например, температура стенки 12 в вершине колокола может составлять порядка 120°С. Температура внутри этой же стенки 12 на уровне горячей точки может составлять порядка 900°С. Благодаря наличию жаропрочного материала внутри стенки 12, а также воздушного промежутка между двумя стенками 12 и 6 указанная стенка 6 сохраняет контролируемую температуру, чтобы соответствующим образом нагревать отопительную воду, в которую она погружена.For example, the temperature of the
Котел может работать более или менее долго в зависимости от количества нагреваемой воды в контуре, а также от своей мощности. Мощность котла определяется его техническими характеристиками и, в частности, его способностью в большей или меньшей степени перерабатывать энергетический уровень поступающего в него топлива.The boiler can work more or less long depending on the amount of heated water in the circuit, as well as on its capacity. The power of the boiler is determined by its technical characteristics and, in particular, by its ability to process, to a greater or lesser extent, the energy level of the fuel entering it.
Существует энергетический порог, ниже которого котел не выдает предусмотренной мощности и даже не работает совсем. Существует также порог, выше которого котел не может выдавать свою мощность из-за слишком обогащенного топлива. Вследствие этого температура горения повышается, что приводит к еще более быстрому подъему горячей точки вдоль стенки камеры 10 воспламенения. Таким образом снижается максимальная допустимая рабочая мощность котла.There is an energy threshold below which the boiler does not provide the intended power and does not even work at all. There is also a threshold above which the boiler cannot give out its power due to too rich fuel. As a result, the combustion temperature rises, which leads to an even faster rise of the hot spot along the wall of the
Например, котел может работать в заданном диапазоне ±7,5%, что соответствует диапазону скоростей воспламенения используемого газа. Действительно, газ воспламеняется более или менее быстро в зависимости от степени его обогащения. Для одного и того же типа газа вырезы 20 позволяют повысить мощность котла примерно на 20%, то есть на значение мощности от 20 кВт до 25 кВт.For example, a boiler can operate in a predetermined range of ± 7.5%, which corresponds to a range of ignition rates of the gas used. Indeed, the gas ignites more or less quickly depending on the degree of enrichment. For the same type of gas,
Поскольку обе стенки 6 и 12 закреплены на одной опоре 5, тепло, передающееся через стенки, достигает этой опоры 5. В предпочтительном варианте осуществления изобретения опора 5 изолирована от клапанного затвора 2 посредством двух прокладок (22, 23). По меньшей мере две прокладки (22, 23), например, в виде тороидальных колец установлены одна над другой и частично вставлены в желобки на наружной стенке цилиндрической части 24 клапанного затвора 2.Since both
Предпочтительно одна из прокладок 22 установлена по существу на половине высоты этой цилиндрической части. Вторая прокладка 23 установлена над первой прокладкой 22, но ниже верхнего конца опоры 5.Preferably, one of the
Цилиндрическая часть 24 вставлена в опору 5. Учитывая толщину прокладок, расположенных снаружи указанной части 24, внутренняя стенка опоры 5 находится в контакте с прокладками (22, 23), но без прямого контакта с наружной стенкой части 24. Таким образом, между опорой 5 и частью 24 клапанного затвора 2 остается пространство, за счет чего клапанный затвор 2 оказывается защищенным от высоких температур, которых может достичь опора 5.The
Таким образом, наличие прокладок (22, 23) позволяет предотвратить воспламенение смеси воздуха с углеводородным газом внутри впускного трубопровода 21.Thus, the presence of gaskets (22, 23) prevents the ignition of a mixture of air with hydrocarbon gas inside the
Claims (23)
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
FR0856440 | 2008-09-25 | ||
FR0856440A FR2936300B1 (en) | 2008-09-25 | 2008-09-25 | PULSATORY BOILER |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2009135633A RU2009135633A (en) | 2011-03-27 |
RU2419027C1 true RU2419027C1 (en) | 2011-05-20 |
Family
ID=40601152
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009135633/06A RU2419027C1 (en) | 2008-09-25 | 2009-09-24 | Intermittent burning boiler |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP2169305B1 (en) |
ES (1) | ES2592930T3 (en) |
FR (1) | FR2936300B1 (en) |
PT (1) | PT2169305T (en) |
RU (1) | RU2419027C1 (en) |
SI (1) | SI2169305T1 (en) |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SE464540B (en) * | 1989-08-24 | 1991-05-06 | Pulsonex Ab | SCRUBBURGERS FOR HOT WATER BOILERS, WHILE NECK COOLED BY AN OUTPUT FOR HOT WATER |
SE464541B (en) * | 1990-04-04 | 1991-05-06 | Pulsonex Ab | PULSBRAENNARE |
NL9002525A (en) * | 1990-11-19 | 1992-06-16 | Stichting Impuls | BURNER FOR PULSE BURNING. |
FR2748556B1 (en) * | 1996-05-09 | 1998-08-07 | Muller Et Cie | PULSATORY COMBUSTION BOILER |
US6964171B2 (en) * | 2003-09-11 | 2005-11-15 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Method and apparatus using jets to initiate detonations |
US20060260291A1 (en) * | 2005-05-20 | 2006-11-23 | General Electric Company | Pulse detonation assembly with cooling enhancements |
-
2008
- 2008-09-25 FR FR0856440A patent/FR2936300B1/en not_active Expired - Fee Related
-
2009
- 2009-09-24 SI SI200931523A patent/SI2169305T1/en unknown
- 2009-09-24 ES ES09305891.5T patent/ES2592930T3/en active Active
- 2009-09-24 RU RU2009135633/06A patent/RU2419027C1/en active IP Right Revival
- 2009-09-24 PT PT93058915T patent/PT2169305T/en unknown
- 2009-09-24 EP EP09305891.5A patent/EP2169305B1/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2009135633A (en) | 2011-03-27 |
PT2169305T (en) | 2016-09-26 |
FR2936300A1 (en) | 2010-03-26 |
EP2169305B1 (en) | 2016-06-22 |
SI2169305T1 (en) | 2017-02-28 |
ES2592930T3 (en) | 2016-12-02 |
FR2936300B1 (en) | 2010-10-22 |
EP2169305A1 (en) | 2010-03-31 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2009054154A1 (en) | Multi-point ignition engine | |
RU2293253C1 (en) | Pulse burning boiler | |
RU2009141726A (en) | INTERNAL COMBUSTION BURNER | |
CA2944790C (en) | Infrared burner for pressure washers | |
JPS60134117A (en) | Process of preventing back fire in gas burner | |
RU48619U1 (en) | BURNER | |
RU2419744C2 (en) | Injection mixing burner | |
WO2003019079A1 (en) | Coal-burning boiler's ignition burner | |
RU2419027C1 (en) | Intermittent burning boiler | |
US2652890A (en) | Internally fired gas burner | |
KR20100043352A (en) | Burner for dpf system | |
TWI649517B (en) | Burner structure | |
RU2130222C1 (en) | Gas-turbine engine spark plug | |
RU105006U1 (en) | THE COMBUSTION CHAMBER | |
JP5154137B2 (en) | Hot water storage water heater | |
RU217752U1 (en) | Device for ignition of the combustion chamber of a gas turbine engine | |
RU2169885C1 (en) | Igniter | |
RU2788014C1 (en) | Oil and waste oil burner | |
KR200475657Y1 (en) | Gas buner having for ignition inducer means | |
RU2293917C1 (en) | Injecting gas burner and boiler with injecting gas burners | |
JPS599153Y2 (en) | Pipe gas burner | |
JP2005233498A (en) | Gas range | |
JP2005257185A (en) | Gas stove | |
KR100388637B1 (en) | A boiler of hybrid type using gas and liquid fuel | |
JPH0324966Y2 (en) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190925 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20201016 |