RU2819960C1 - Спиральная насадка на форсунку для газовых горелочных устройств - Google Patents

Abstract

Изобретение относится к области энергетики. Спиральная насадка на газовую форсунку для газовых горелочных устройств в газовых приборах и оборудовании инжекционного типа смешивания газа и воздуха, состоящая либо из пружинной стали, либо из стальной или медной проволоки диаметром 0,5 мм, изготовленная в виде спирали длинной 27 мм, начальным диаметром 9 мм, конечным диаметром 2 мм, шаг спирали 2 мм, при этом спиральная насадка установлена начальным диаметром на газовую форсунку. Изобретение позволяет увеличить качество смешения газа и воздуха, повысить теплоту сгорания газа. 1 ил.

Description

Изобретение относится к области энергетики, а именно к спиральной насадке на форсунку для газовых горелочных устройств, которую можно использовать во всех газовых приборах, работающих на природном, либо сжиженном газе, где происходит инжекционное смешивание газа и воздуха, а именно, в газовых плитах, варочных поверхностях, газовых духовках, газовых горелках, газовых бытовых котлах - настенных, напольных, атмосферных, коаксиальных (кроме конденсационных газовых котлов и котлов с применением надувной горелкой), газовых проточных водонагревателях и т.п.

При использовании обычных газовых форсунок газ не успевает смешиваться с воздухом в полном объеме в камере смешивания для получения горючей смеси, тем самым происходит неполное сгорание газа, а при увеличении давления газа на газовую форсунку увеличивается скорость выхода горючей смеси выше скорости горения и происходит отрыв пламени от самой горелки. Немного рассмотрим принцип работы на примере газовой плиты. При выходе газа из газовой форсунки всасывается воздух в камеру смешивания, где происходит процесс подготовки горючей смеси. При выходе данной смеси в атмосферу с помощью искры происходит процесс горения. Диаметр газовой форсунки зависит от объема камеры смешивания. Регулировка пламени происходит за счет регулировки проходного сечения в газовом кране данной горелки.

Подробней рассмотрим принцип работы газовой горелки в настенных газовых котлах атмосферных и турбированных. Тут процесс примерно такой же, за исключением того, что регулировка пламени происходит за счет газового клапана, который регулирует непосредственно давление газа на рампе в пределах от 2 до 11 миллибар. Газовые форсунки все одного диаметра, диметр зависит от мощности котла и вида газа. Если поднять давление больше 11 миллибар существует вероятность отрыва пламени от горелки, автоматика котла теряет пламя и газовый котел уходит в ошибку. Если опускать давление ниже 2 миллибар, существует риск, что горение будет не устойчивым, что также приводит к потере пламени. Рассмотрим горелку котла протерм геперд 24 MTV, тут 13 горелок, рассчитанные на мощность котла с модуляцией от 9 до 24.6 кВт. При правильно настроенном газовом клапане будет устойчивое горение. На практике столкнулся с тем, что эти котлы не экономичные в плане потребления газа. Так как они стоят в домах, где отапливаемая площадь менее 240 кв. метров и для поддержания тепла в радиаторах достаточно гораздо меньше, чем 9 кВт, происходит быстрый нагрев отопительный воды и котлы начинают тактовать. Особенно когда на улице не сильно низкая температура. Опять же если установить котел с меньшей мощностью, тогда будет не комфортное приготовление горячей воды, при разности температур в 35 градусов расход воды будет менее 10 литров в минуту. Получается, чтобы исключить тактование, нужно расширить модуляцию газовой горелки.

При использовании спиральной насадки на газовую форсунку для газовых горелочных устройств в газовых приборах и оборудовании инжекционного типа смешивания газа и воздуха, установленной непосредственно на форсунку (сопло), возникает своего рода турбулентность и снижение движения скорости горючей смеси при выходе из газовой горелки и более полное смешивание газа и воздуха без особых переделок газогорелочных устройств. Тем самым происходит увеличение теплоты сгорания при горении газа при одинаковом расходе газа, по сравнению с обычными форсунками без каких-либо насадок, и еще нет отрыва пламени от газовой горелки при увеличении давления газа непосредственно в газовой рампе и устойчивое горение при минимальном давлении газа в той же рампе. При использовании данных насадок на форсунки для газовых горелочных устройств можно увеличить модуляцию пламени и увеличить теплоту сгорания газа, тем самым увеличить КПД газового устройства и уменьшить расход газа. При проведении опытов на варочной поверхности на средней конфорке вода закипала гораздо быстрее против обычной форсунки, без каких-либо насадок, а именно, на 16 процентов быстрее по времени с применением спиральной насадки на форсунку для газовых горелочных устройств (336 секунд против 400 секунд закипание одного литра воды и температурой +5 градусов Цельсия). Причем эффект дают разной формы насадки, и из разного материала, лучшие показатели показала спиральная насадка из стальной или медной проволоки.

При установке спиральных насадок на форсунки для газовых горелочных устройств в газовой рампе настенного газового котла прибор testo 310 также фиксирует увеличенную теплоту сгорания и повышение КПД котла на 2-6 % в зависимости от модуляции газа на горелку, чем выше давление газа на рампу, тем выше КПД. Визуально видно, что пламя практически в три раза выше по сравнению с использованием газовых форсунок без насадок. Установил спиральные насадки на форсунки для газовых горелочных устройств на газовый котел BAXI LUNA 3 мощностью 31 кВт, в этом сезоне наблюдается меньшее потребление газа в среднем на 8 процентов без каких-либо побочных эффектов. Подключал данную горелочную рампу газовой горелки данного газового котла напрямую, без газового клапана, из газовой магистрали, с установленными насадками на форсунки для газовых горелочных устройств отрыв пламени отсутствует.

Еще проводились опыты - какая температура сгорания газа в первом и втором случае. Использовал стальной лист толщиной 2 мм, нагревал на газовой конфорке. В обычном случае лист нагревался не более 190 градусов по Цельсию, с установкой спиральной насадки на форсунки для газовых горелочных устройств, температура стала на порядок выше, а точнее 210-220 градусов.

В быту использую газовую горелку для портативного газового баллона на сжиженном газе, при открытии крана на полную постоянно отрывалось пламя, при установки спиральной насадки на форсунку для газовых горелочных устройств данный эффект отсутствует, чем выше нагрет баллон, тем больше давление на форсунке и тем самым более мощное пламя выходит из горелки без отрыва.

Спиральная насадка на газовую форсунку для газовых горелочных устройств состоит из пружинной стали, либо стальной проволоки, либо медной (чертеж) диаметром 0,5 (a) мм, изготовленная в виде конической спирали с длиной равной 27 (l) мм, начальным диаметром равным 9 мм (C), конечным диаметром равным 2 мм (b), с шагом спирали равным 2 мм (D). Спиральная насадка устанавливается своим начальным диаметром на газовую форсунку. Такие размеры имеют наилучший эффект по теплоте сгорания газа при использовании на варочной поверхности. При использовании спиральных насадок на форсунках для газовых горелочных устройств в газовом настенном котле возможно потребуется небольшая корректировка размеров и формы для достижения максимального результата, так как не имеют специфического оборудования для полного анализа продуктов горения.

Процесс изготовления и установки спиральной насадки на газовую форсунку для газовых горелочных устройств абсолютно не дорогой и не сложный (при использовании в газовом котле цена изготовления и установки 200 – 500 р. на один котел или меньше на сегодняшний день). Лучше их изготавливать из стальной пружинной стали для устойчивости к деформациям при установке, либо выполнении ремонтных работ. Технически можно установить несколькими способами, это зависит от того, на каком оборудовании будут установлены. На газовом котле или проточном водонагревателе на рампу устанавливается форсунка с проточкой, куда будет надета спиральная насадка на форсунку для газовых горелочных устройств, либо можно между рампой и газовой горелкой установить пластину с отверстиями под насадки, и к пластине точечной сваркой закрепить спиральные насадки на газовые форсунки для газовых горелочных устройств. При использовании на варочной поверхности, закрепить непосредственно на самой форсунке, на которой выполнить проточку под начальный диаметр насадки.

На сегодняшний день мне не известны аналоги каких-либо насадок на форсунки газового оборудования подобного плана в газовых горелочных устройств инжекционного типа, а именно, газовых напольных, настенных котлах, газовых проточных водонагревателях, газовых варочных поверхностях, газовых плитах. При изучении всех существующих газовых котлов, газовых колонок и другого газового оборудования, ни в одном из них нет ничего подобного. У всех существует проблема, что при увеличении давления газа на газовую рампу в горелках инжекционного типа при сильной струи газа происходит отрыв пламени от горелки, так как скорость горения газа меньше скорости выхода газа из рампы. За счет установки спиральной насадки на форсунке для газовых горелочных устройств замедляется скорость выхода струи газа, обеспечивается более полное смешивание газа с воздухом, тем самым достигается более полное сгорание газа, повышение теплоты горения и решается проблема по отрыву пламени при увеличении скорости и объема подачи газа на газовые горелки инжекционного типа.

Claims (1)

1. Спиральная насадка на газовую форсунку для газовых горелочных устройств в газовых приборах и оборудовании инжекционного типа смешивания газа и воздуха, состоящая либо из пружинной стали, либо из стальной или медной проволоки диаметром 0,5 мм, изготовленная в виде спирали длинной 27 мм, начальным диаметром 9 мм, конечным диаметром 2 мм, шаг спирали 2 мм, при этом спиральная насадка установлена начальным диаметром на газовую форсунку.