RU2596081C1

RU2596081C1 - Diffusion-kinetic burner

Info

Publication number: RU2596081C1
Application number: RU2015106975/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Сердюков
Original assignee: Алексей Алексеевич Сердюков
Priority date: 2015-02-27
Filing date: 2015-02-27
Publication date: 2016-08-27

Abstract

FIELD: energy.

SUBSTANCE: invention relates to power engineering, in particular, to diffusion-kinetic burners, and can be used in production of blow burners with forced air supply into the cylindrical boiler furnace. Diffusion-kinetic burner consists of case 1 in the form of a panel, on which there are gas distributing tubes 2 with holes 3, and the above each hole 3 confuser-diffuser elements 4 are placed, they are confined on four sides by guide frame 5, burner is connected to pipeline 6 with gas valve, multifunctional regulator 7, ball valve 8, case 1 of the panel is connected to duct fan pressure pipe 9 with the help of air duct 10, on case panel 1 ignition device 11 is also placed, duct fan 9 is equipped with adjusting washer 12 installed on the suction tube, and ignition device 11 comprises thermobimetallic plate 13, valve 14 of ignition device 11, flame sensor 15. Pneumatic diffusion-kinetic burner circuit comprises control channel 16 with jet 17, electromagnetic valve 18 with nozzle 19, pneumatic devices are connected to pulse tubes 20. Electric diffusion-kinetic burner circuit comprises automatic 21, electromagnetic valve 18, fan 9, working thermostat 22, limit thermostat 23 with its contacts (not shown in figure), electromagnetic valve 18 is connected with its nozzle 19 with pneumatic burner diffusion-kinetic circuit.

EFFECT: technical result, which can be obtained by means of the present invention, is reduced dimensions and expanded functional capabilities.

1 cl, 4 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к области энергетики, в частности к горелкам диффузионно-кинетическим, и может быть использовано в производстве дутьевых горелок с принудительной подачей воздуха в цилиндрическую топку котла в газогорелочных устройствах котлов наружного размещения.The invention relates to the field of energy, in particular to diffusion-kinetic burners, and can be used in the production of blast burners with forced air supply to a cylindrical furnace of a boiler in gas burner devices of outdoor boilers.

Уровень техникиState of the art

Известна запальная горелка, содержащая датчик пламени, установленный в корпусе с биметаллической пластиной, и датчик пламени, включающий нормально открытое сопло, импульсные трубки, систему управления газовым регулятором, при этом на корпусе датчика пламени над биметаллической пластиной установлен датчик сетевого газа с нормально закрытым клапаном и рычаг пуска газа, при этом датчик сетевого газа соединен с помощью импульсных трубок с корпусом датчика пламени, трубой, системой управления газового регулятора основной горелки (см. пат. RU №2319899, МПК F24N 5/04, от 21.07.2006 г.).A pilot burner is known that contains a flame sensor installed in a housing with a bimetallic plate and a flame sensor including a normally open nozzle, impulse tubes, a gas control system, and a gas sensor with a normally closed valve and a normally closed valve is installed on the flame sensor housing above the bimetallic plate and the gas start lever, while the network gas sensor is connected via impulse tubes to the flame sensor housing, pipe, control system of the gas regulator of the main burner (see US Pat. No. 2319899, IPC F24N 5/04, dated July 21, 2006).

Недостатком данной горелки является длительность передачи сигнала для отключения газовых клапанов основной горелки.The disadvantage of this burner is the duration of the signal transmission to turn off the gas valves of the main burner.

Известна атмосферная газовая горелка, содержащая газовый регулятор, состоящий из блока регулирования, соединенного с датчиком температуры с помощью канала регулирования, блока контроля, соединенного с датчиком пламени, тяги каналом контроля, при этом она снабжена вторым газовым регулятором, состоящим из блока регулирования, соединенного с датчиками температуры воды и наружного воздуха, блока контроля, при этом второй газовый регулятор установлен с возможностью параллельного подключения полостей блоков контроля и датчика температуры наружного воздуха путем соединения с блоком регулирования второго газового регулятора, причем процентное соотношение подачи газа в горелку обоими регуляторами устанавливается кранами (см. пат. RU №2196939, МПК F24N 1/00, F24D 14/60, опубл. 20.01.2003 г.).Known atmospheric gas burner containing a gas regulator, consisting of a control unit connected to a temperature sensor using a control channel, a control unit connected to a flame sensor, traction control channel, while it is equipped with a second gas regulator consisting of a control unit connected to temperature sensors for water and outdoor air, the control unit, while the second gas regulator is installed with the possibility of parallel connection of the cavities of the control units and the temperature sensor external air by connecting to the control unit of the second gas regulator, and the percentage of gas supply to the burner by both regulators is set by taps (see US Pat. RU No. 2196939, IPC F24N 1/00, F24D 14/60, publ. 20.01.2003) .

Недостатком данной горелки являются ограниченные функциональные возможности, а также большой расход газообразного топлива, невысокая надежность.The disadvantage of this burner is its limited functionality, as well as the high consumption of gaseous fuel, low reliability.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятой автором за прототип является двухступенчатая атмосферная комбинированная газовая горелка, содержащая газовые регуляторы первой и второй ступени, соединенные параллельно, каждый из которых состоит из блока контроля и регулирования, пусковой кнопки, мембраны с жестким центром, клапана с седлом, верхней полости, мембраны и двухпозиционной заслонки, дренажного сопла и сопла источника давления, дросселя с каналом, датчиков пламени, тяги и сетевого газа, двух кранов, горелки с запальником, топки, трех терморегуляторов с соответствующими датчиками терморегуляторов, переключателя с диафрагмой, при этом она дополнительно снабжена вентилятором с направляющим поддоном и автоматическими воздушными клапанами, электромагнитной катушкой, датчиком напряжения и микропереключателем, причем блок контроля и регулирования второго регулятора второй ступени соединен с полостью переключателя через диафрагму с возможностью обеспечения «включения-выключения» микропереключателя, последний соединен с электродвигателем вентилятора, причем полость переключателя соединена с датчиком напряжения, а вентилятор соединен с направляющим поддоном, расположенным под горелкой, при этом направляющий поддон содержит автоматические воздушные клапаны, свободно установленные на оси (см. пат. RU №2324113, МПК F23D 14/60, F23N 5/24, опубл. 10.05.2008 г.).The closest in technical essence and the achieved positive effect and adopted by the author for the prototype is a two-stage atmospheric combined gas burner containing gas regulators of the first and second stages connected in parallel, each of which consists of a control and regulation unit, a start button, a membrane with a rigid center, valves with a seat, an upper cavity, a membrane and a two-position shutter, a drainage nozzle and a nozzle of a pressure source, a throttle with a channel, flame sensors, traction and mains a, two faucets, a burner with an igniter, a furnace, three temperature controllers with corresponding temperature control sensors, a diaphragm switch, while it is additionally equipped with a fan with a guide tray and automatic air valves, an electromagnetic coil, a voltage sensor and a micro switch, and the second control and regulation unit the controller of the second stage is connected to the cavity of the switch through the diaphragm with the possibility of providing "on-off" of the micro switch, the last connection It is connected with a fan motor, the switch cavity being connected to a voltage sensor, and the fan connected to a guide tray located under the burner, while the guide tray contains automatic air valves freely mounted on the axis (see US Pat. RU №2324113, IPC F23D 14/60, F23N 5/24, publ. May 10, 2008).

Недостатком данной горелки является невозможность ее использования в горизонтальных котлах наружного размещения с цилиндрической топкой из-за большой площади диффузионной части атмосферной горелки и необходимости поворота факела на 90° с целью соосного расположения факела с цилиндрической топкой котла, предназначенного для использования дутьевых горелок.The disadvantage of this burner is the inability to use it in horizontal outdoor boilers with a cylindrical furnace due to the large area of the diffusion part of the atmospheric burner and the need to rotate the torch 90 ° in order to coaxially position the torch with a cylindrical furnace of the boiler intended for use with blast burners.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей предлагаемого изобретения является разработка горелки диффузионно-кинетической для котла наружного размещения, обладающей уменьшением габаритов и расширением функциональных возможностей, а именно возможностью работать в котлах наружного размещения с температурой наружного воздуха до -45°C с применением вентиляторного дутья для преодоления повышенного сопротивления горизонтальных, например, 2- и 3-ходовых теплообменников.The objective of the invention is to develop a diffusion-kinetic burner for an outdoor boiler with reduced dimensions and expanded functionality, namely the ability to work in outdoor boilers with an outdoor temperature of -45 ° C using fan blast to overcome increased horizontal resistance, for example , 2- and 3-way heat exchangers.

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к уменьшению габаритов и расширению функциональных возможностей котла наружного размещения.The technical result that can be obtained using the present invention is to reduce the size and expand the functionality of the outdoor boiler.

Технический результат достигается с помощью горелки диффузионно-кинетической, содержащей газопровод с газовым клапаном, соединенный с многофункциональным регулятором, шаровым краном, запальным устройством, газораспределительные трубки с отверстиями, конфузорно-диффузорные элементы, установленные над каждым отверстием, канальный вентилятор с воздуховодом, при этом горелка состоит из корпуса панели, на которой установлены запальное устройство, газораспределительные трубки с отверстиями, конфузорно-диффузорные элементы, установленные над каждым отверстием, канальный вентилятор с воздуховодом, а диффузорная часть горелки установлена соосно с воздуховодом и канальным вентилятором, причем последний снабжен регулирующей шайбой, установленной на всасывающем патрубке.The technical result is achieved using a diffusion-kinetic burner containing a gas pipeline with a gas valve connected to a multifunction controller, ball valve, ignition device, gas distribution pipes with holes, diffuser elements installed above each hole, a duct fan with an air duct, while the burner consists of a panel body on which the ignition device is installed, gas distribution pipes with holes, confuser-diffuser elements, installed above each hole, a channel fan with an air duct, and the diffuser part of the burner are installed coaxially with the air duct and a channel fan, the latter being equipped with a regulating washer mounted on the suction pipe.

Таким образом, технический результат достигается за счет того, что горелка состоит из корпуса панели, на которой установлены запальное устройство, газораспределительные трубки с отверстиями, конфузорно-диффузорные элементы, установленные над каждым отверстием, канальный вентилятор с воздуховодом, а диффузорная часть горелки установлена соосно с воздуховодом и канальным вентилятором, причем последний снабжен регулирующей шайбой, установленной на всасывающем патрубке.Thus, the technical result is achieved due to the fact that the burner consists of a panel housing on which the ignition device, gas distribution pipes with holes, confuser-diffuser elements installed above each hole, a duct fan with an air duct, and the diffuser part of the burner are installed coaxially with duct and duct fan, the latter is equipped with a regulating washer mounted on the suction pipe.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг. 1 показана горелка диффузионно-кинетическая, общий вид.In FIG. 1 shows a diffusion-kinetic burner, general view.

На фиг. 2 - то же, разрез корпуса панели.In FIG. 2 - the same section of the panel body.

На фиг. 3 - то же, пневматическая схема.In FIG. 3 - the same pneumatic circuit.

На фиг. 4 - то же, электрическая схема управления горелкой.In FIG. 4 is the same burner control circuitry.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Горелка диффузионно-кинетическая состоит из корпуса 1 в виде панели (см. фиг. 1), на которой установлены газораспределительные трубки 2 с отверстиями 3, а над каждым отверстием 3 установлены конфузорно-диффузорные элементы 4 (см. фиг. 2), которые с четырех сторон ограничены направляющей рамкой 5, при этом горелка соединена с газопроводом 6 с газовым клапаном (не показан), многофункциональным регулятором 7, шаровым краном 8, корпус 1 панели соединен с напорным патрубком (не показан) канального вентилятора 9 с помощью воздуховода 10, на панели корпуса 1 также установлено запальное устройство 11, при этом канальный вентилятор 9 снабжен регулирующей шайбой 12, установленной на всасывающем патрубке (не показан), а запальное устройство 11 (см. фиг. 3) содержит термобиметаллическую пластину 13, клапан 14 запального устройства 11, датчик пламени 15. Пневматическая схема горелки диффузионно-кинетической содержит канал управления 16 с жиклером 17, электромагнитный клапан 18 с соплом 19, причем все пневматические устройства соединены импульсными трубками 20. Электрическая схема горелки диффузионно-кинетической (см. фиг. 4) содержит автомат 21, электромагнитный клапан 18, вентилятор 9, рабочий термостат 22, предельный термостат 23 со своими контактами (не показаны), при этом электромагнитный клапан 18 соединен своим соплом 19 с пневматической схемой горелки диффузионно-кинетической.The diffusion-kinetic burner consists of a housing 1 in the form of a panel (see Fig. 1), on which gas distribution tubes 2 with holes 3 are installed, and above each hole 3 there are confuser-diffuser elements 4 (see Fig. 2), which the four sides are limited by a guide frame 5, while the burner is connected to the gas pipe 6 with a gas valve (not shown), a multi-function controller 7, a ball valve 8, the panel body 1 is connected to the pressure pipe (not shown) of the channel fan 9 using the duct 10, on case panels 1 An ignition device 11 is also installed, while the channel fan 9 is equipped with a regulating washer 12 mounted on the suction pipe (not shown), and the ignition device 11 (see Fig. 3) contains a thermobimetal plate 13, valve 14 of the ignition device 11, and a flame sensor 15 The pneumatic circuit of the diffusion-kinetic burner comprises a control channel 16 with a nozzle 17, an electromagnetic valve 18 with a nozzle 19, all pneumatic devices being connected by impulse tubes 20. The electric circuit of the diffusion-kinetic burner oh (see. FIG. 4) contains an automaton 21, an electromagnetic valve 18, a fan 9, an operating thermostat 22, a limit thermostat 23 with its contacts (not shown), while the electromagnetic valve 18 is connected by its nozzle 19 to the pneumatic circuit of the diffusion-kinetic burner.

Горелка диффузионно-кинетическая работает следующим образом.The diffusion-kinetic burner operates as follows.

На отпуске открывают газовый клапан, газ поступает в газопровод 6 на вход многофункционального регулятора 7, одновременно, по импульсным трубкам 20 газ поступает в канал управления 16 через жиклер 17 к клапану 14 запального устройства 11, поднимают термобиметаллическую пластину 13, открывается клапан 14 запального устройства 11 и закрывается датчик пламени 15, запальное устройство 11 поджигает и удерживает термобиметаллическую пластину 13 в течение 20-30 сек, после этого отпускают термобиметаллическую пластину 13, она удерживает седло клапана 14 запального устройства 11 в открытом состоянии, а седло датчика пламени 15 в закрытом состоянии, при этом газ через жиклер 17 канала управления 15 надтекает в подмембранную полость (не обозначена) многофункционального регулятора 7, клапан (не обозначен) которого поднимается, и газ поступает на вход шарового крана 8, включают автомат 21, напряжение поступает к рабочему термостату 22, предельному термостату 23, канальному вентилятору 9 и электромагнитному клапану 18, канальный вентилятор 9 включается в работу и, если контакты рабочего и предельного термостатов 22 и 23, соответственно соединены, электромагнитный клапан 18 закрывает сопло 19, открывают на 1/3 шаровой кран 8, газ поступает через панель корпуса 1 к газораспределительным трубкам 2 и через отверстия 3 поступает в конфузорно-диффузорный элемент 4, где смешивается с поступающим по воздуховоду 10 воздухом под давлением канального вентилятора 9, при этом факел формируется направляющей рамкой 5 вдоль топки теплообменника котла (не показаны), соотношение воздух-газ регулируется регулирующей шайбой 12 по показаниям газоанализатора (не показан), мощность горения согласовывается с мощностью отопления шаровым краном 8 с тем, чтобы горелка диффузионно-кинетическая работала постоянно, при отключении электроэнергии размыкаются контакты рабочего и предельного термостатов 22 и 23, останавливается канальный вентилятор 9, электромагнитный клапан 18 не удерживает сопло 19 в закрытом состоянии, давление газа в подмембранной полости мгновенно, в течение 1 сек, исчезает, многофункциональный регулятор 7 закрывается, основная диффузионная горелка гаснет, запальное устройство 11 продолжает гореть, поддерживая термобиметаллическую пластину 13 в нагретом состоянии, при этом канальный вентилятор 9, при постепенном уменьшении скорости вращения, автоматически осуществляет продувку камеры сгорания теплообменника, при возобновлении подачи электроэнергии, автоматически возобновляется горение основной диффузионной горелки. При исчезновении давления газа или при резком уменьшении давления газа, поступающего через многофункциональный регулятор 7, его сопло автоматически закрывается, основная диффузионная горелка гаснет, но запальное устройство 11 продолжает гореть, поддерживая термобиметаллическую пластину 13 в нагретом состоянии, и при увеличении давления газа автоматически возобновляется горение основной диффузионной горелки, при погасании запального устройства 11 термобиметаллическая пластина 13 остывает, клапан 14 запального устройства 11 закрывается, открывается сопло датчика пламени 15. Дальнейшая работа горелки возможна только после повторного розжига запального устройства 11, так как поступление газа в диффузионную часть горелки заблокировано открытым соплом датчика пламени 15.On vacation, open the gas valve, gas enters the gas pipeline 6 at the input of the multifunction controller 7, at the same time, through the impulse tubes 20, gas enters the control channel 16 through the nozzle 17 to the valve 14 of the ignition device 11, the thermobimetal plate 13 is lifted, the valve 14 of the ignition device 11 opens and the flame sensor 15 closes, the igniter 11 ignites and holds the thermobimetallic plate 13 for 20-30 seconds, after which the thermobimetallic plate 13 is released, it holds the valve seat 14 fuse device 11 in the open state, and the seat of the flame sensor 15 in the closed state, while gas through the jet 17 of the control channel 15 flows into the submembrane cavity (not indicated) of the multifunction controller 7, the valve (not indicated) of which rises, and the gas enters the inlet ball valve 8, turn on the machine 21, the voltage is supplied to the operating thermostat 22, the limit thermostat 23, the channel fan 9 and the solenoid valve 18, the channel fan 9 is turned on and, if the contacts of the working and limit thermostat Ovs 22 and 23, respectively, are connected, the electromagnetic valve 18 closes the nozzle 19, opens 1/3 of the ball valve 8, gas enters through the panel of the housing 1 to the gas distribution tubes 2 and through the openings 3 enters the confuser-diffuser element 4, where it is mixed with the incoming through the duct 10 with air under the pressure of the channel fan 9, while the torch is formed by the guide frame 5 along the furnace of the boiler heat exchanger (not shown), the air-gas ratio is regulated by the regulating washer 12 according to the readings of the gas analyzer (not shown), my the burning capacity is coordinated with the heating power with a ball valve 8 so that the diffusion-kinetic burner works continuously, when the power is turned off, the contacts of the operating and limit thermostats 22 and 23 open, the channel fan 9 stops, the electromagnetic valve 18 does not keep the nozzle 19 in the closed state, pressure gas in the submembrane cavity instantly, within 1 sec, disappears, the multifunction controller 7 closes, the main diffusion burner goes out, the ignition device 11 continues to burn, p dderzhivaya termobimetallicheskuyu plate 13 in a heated state, wherein the channel fan 9, while gradually reducing the rotation speed, automatically performs purging the heat exchanger combustion chamber, when resuming the power supply automatically resumes diffusion combustion of the main burner. When the gas pressure disappears or when the pressure of the gas entering through the multifunction controller 7 drops sharply, its nozzle automatically closes, the main diffusion burner goes out, but the ignition device 11 continues to burn, keeping the thermo-bimetallic plate 13 in the heated state, and when the gas pressure increases, the combustion resumes automatically the main diffusion burner, when the ignition device 11 goes out, the thermobimetal plate 13 cools down, the valve 14 of the ignition device 11 closes, about the flame sensor nozzle 15 is opened. Further operation of the burner is possible only after re-ignition of the ignition device 11, since the gas supply to the diffusion part of the burner is blocked by the open flame sensor nozzle 15.

Таким образом, предлагаемая горелка диффузионно-кинетическая способна работать при температуре наружного воздуха до -45°C.Thus, the proposed diffusion-kinetic burner is able to operate at an outdoor temperature of -45 ° C.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The invention in comparison with the prototype and other known technical solutions has the following advantages:

- уменьшение габаритов;- reduction in size;

- расширение функциональных возможностей котла наружного размещения;- expanding the functionality of the outdoor boiler;

- удешевление производства тепла;- cheaper heat production;

- повышение надежности работы горелки.- improving the reliability of the burner.

Claims

A diffusion-kinetic burner containing a gas pipeline with a gas valve connected to a multifunction controller, a ball valve, an ignition device, gas distribution pipes with holes, diffuser elements installed above each hole, a duct fan with an air duct, characterized in that the burner consists of a housing in the form of a panel on which the ignition device is installed, gas distribution pipes with holes, confuser-diffuser elements installed above each hole, duct fan with duct, and the diffuser part of the burner is installed coaxially with duct and duct fan, the latter is equipped with a control washer mounted on the suction pipe.