Патент на изобретение №2331023

(54) МОДУЛИРУЕМАЯ АТМОСФЕРНАЯ ГАЗОВАЯ ГОРЕЛКА

(57) Реферат:

Изобретение относится к энергетике, в частности к модулируемым атмосферным газовым горелкам, используемым в устройствах для сжигания газообразного топлива, и может быть использовано в газогорелочных устройствах паровых и водогрейных котлов наружного размещения. Модулируемая атмосферная газовая горелка содержит газовый клапан, автоматический регулятор расхода газа, соединенные последовательно, при этом газовый клапан 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, также горелка содержит датчики пламени, тяги и сетевого газа, кран, запальник, горелку, топку, терморегулятор с датчиком. Автоматический регулятор расхода газа состоит из корпуса и снабжен сильфоном со штоком и клапаном, установленным перед газовым клапаном, а корпус имеет седло, при этом автоматический регулятор расхода газа выполнен с возможностью управления температурой наружного воздуха и температурой газа, поступающего по газопроводу, а горелка установлена в котле наружного размещения с доступом наружного воздуха вокруг автоматического регулятора расхода газа с сильфоном. Изобретение позволяет упростить конструкцию, повысить надежность и экономичность горелки за счет постоянного автоматического регулирования мощности в зависимости от температуры наружного воздуха. 1 ил.

Область техники, к которой относится изобретение

Изобретение относится к энергетике, в частности к модулируемым атмосферным газовым горелкам, используемым в устройствах для сжигания газообразного топлива, и может быть использовано в газогорелочных устройствах паровых и водогрейных котлов наружного размещения.

Уровень техники

Известен сопловый узел горелки, содержащий корпус с установленной за его пределами направляющей пластиной с отогнутым на заданный угол относительно ее плоскости навстречу потоку концом, при этом пластина со стороны, противоположной отогнутому концу, снабжена перпендикулярной продольной оси корпуса поворотной осью, а ее конец отогнут на угол 10-15° (см. а.с. СССР №989244, кл. F23D 13/26).

Недостатками данного соплового узла горелки являются недостаточное смешение газа с первичным воздухом и качество сгорания.

Известна атмосферная газовая горелка, содержащая газовый регулятор, состоящий из блока регулирования, соединенного с датчиком температуры с помощью канала регулирования, блока контроля, соединенного с датчиками пламени, тяги каналом контроля, при этом она снабжена вторым газовым регулятором, состоящим из блока регулирования, соединенного с датчиками температуры 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. РФ №2196939, кл. F23N 1/10, F23D 14/60).

Недостатком данной горелки является низкая мощность из-за применения газовых регуляторов с пропускной способностью 12 м³/час каждого (газовые регуляторы с большей мощностью промышленностью не выпускаются). Вторым недостатком данной горелки является отсутствие электрического сигнала на включение-отключение горелки в зависимости от работы циркуляционных насосов электродвигателей дымососов и других электрических агрегатов отопительной системы.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятой автором за прототип является газовая горелка, состоящая из газового клапана, автоматического регулятора расхода газа, соединенных последовательно, при этом газовый клапан состоит из блока контроля и регулирования, пусковой кнопки, мембраны с жестким центром, клапана с седлом, верхней полости, мембраны, двухпозиционной заслонки, дренажного сопла и сопла источника давления, дросселя, канала, а также горелка содержит датчики пламени, тяги, сетевого газа, терморегулятор с датчиком температуры (см. Атмосферная газовая горелка. РГУ-М1 руководство по эксплуатации Са 2.574.023.РЭ ОАО «Завод Староруссприбор», 175200 г.Старая Русса, Новгородская область, ул.Минеральная, 24).

Недостатками данной газовой горелки являются сложность конструкции, невысокая надежность и экономичность за счет отсутствия постоянного автоматического регулирования мощности горелки от температуры наружного воздуха.

Раскрытие изобретения

Технический результат, который может быть достигнут с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению конструкции, повышению надежности и экономичности горелки за счет постоянного автоматического регулирования мощности в зависимости от температуры наружного воздуха.

Технический результат достигается с помощью модулируемой атмосферной газовой горелки, содержащей газовый клапан, автоматический регулятор расхода газа, соединенные последовательно, при этом газовый клапан 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, а также горелка содержит датчики пламени, тяги и сетевого газа, кран, запальник, горелку, топку, терморегулятор с датчиком, при этом автоматический регулятор расхода газа состоит из корпуса и снабжен сильфоном со штоком и клапаном, установленным перед газовым клапаном, а корпус имеет седло, причем автоматический регулятор расхода газа выполнен с возможностью управления температурой наружного воздуха и температурой газа, поступающего по газопроводу, а горелка установлена в котле наружного размещения с доступом наружного воздуха вокруг автоматического регулятора расхода газа с сильфоном.

Технический результат достигается тем, что по сравнению с прототипом, в котором используются два газовых клапана с тремя терморегуляторами, в предлагаемом изобретении установлен один газовый клапан с одним терморегулятором с установкой перед газовым клапаном автоматического регулятора расхода газа, управляемого дополнительно установленным сильфоном за счет его охлаждения (нагревания) наружным воздухом и проходящим через него потоком газа, имеющим наружную температуру.

Краткое описание чертежей

На чертеже дана модулируемая атмосферная газовая горелка, общий вид.

Осуществление изобретения

Модулируемая атмосферная газовая горелка установлена в котле наружного размещения (не показан), соединена с газопроводом (не обозначен) и состоит из газового клапана 1, автоматического регулятора расхода газа 2, соединенных последовательно, при этом газовый клапан 1 состоит из блока 3 контроля и регулирования, пусковой кнопки 4, мембраны 5 с жестким центром, клапана 6 с седлом, верхней полости 7, мембраны 8, двухпозиционной заслонки 9, дренажного сопла 10 и сопла 11 источника давления, дросселя 12 с каналом 13, а также горелка содержит датчик пламени 14, датчик тяги 15, кран 16, запальник 17, горелку 18, топку 19, датчик сетевого газа 20, терморегулятор 21 с датчиком температуры 22, при этом автоматический регулятор расхода газа 2 состоит из корпуса 23 и дополнительно снабжен сильфоном 24, установленным перед газовым клапаном 1, со штоком 25, содержащим клапан 26, а корпус 23 имеет седло 27, причем автоматический регулятор расхода газа 2 с сильфоном 24 выполнен с возможностью управления температурой наружного воздуха и температурой газа, поступающего по газопроводу, а горелка установлена в котле наружного размещения с доступом наружного воздуха вокруг автоматического регулятора расхода газа с сильфоном.

Модулируемая атмосферная газовая горелка работает следующим образом.

Включение горелки в работу и срабатывание газового клапана 1 происходит следующим образом, при закрытом кране 26 горелки 18 нажатием на пусковую кнопку 4 блока 3 контроля и регулирования осуществляют подачу газа на запальник 17, который затем зажигают. Газ одновременно через дроссель 12 канала 13 поступает в верхнюю полость 7, где происходит повышение давления при закрытии сопла биметаллической пластиной (не показаны) датчика пламени 14 от пламени запальника 17, при закрытых соплах датчика тяги 15 и сопла датчика температуры 22 терморегулятора 21, при этом мембрана 8 перемещается вниз и двухпозиционная заслонка 9 перемещается с дренажного сопла 10 на сопло 11 источника давления, происходит опорожнение надмембранного пространства клапана 5, мембрана с этим клапаном 5 отходит от седла 6, одновременно с закрытием сопла датчика пламени 14 открывается сопло датчика сетевого газа 20, газ поступает через это сопло в запальник 17, пусковую кнопку 4 можно отпустить, запальник 17 будет продолжать гореть и в канал 13, верхнюю полость 7 через дроссель 12 может поступать газ. Открывая кран 16, осуществляют подачу газа на горелку 18, установленную в топке 19.

При понижении температуры ниже 0°С автоматический регулятор расхода газа 2 осуществляет увеличение расхода газа за счет поднятия сильфоном 24 штоком 25 клапана 26 над седлом 27 корпуса 23. Увеличение расхода газа производится при понижении температуры наружного воздуха до -1-10°С. При дальнейшем понижении температуры воздуха модулируемая атмосферная газовая горелка будет работать на полную мощность. При повышении температуры наружного воздуха расход газа будет автоматически уменьшаться. При нагреве системы отопления до установленной терморегулятором 21 температуры сопло датчика температуры 22 открывается. В верхней полости 7 скачкообразно уменьшается давление, мембрана 8 перемещается вверх, двухпозиционная заслонка 9 перекладывается с сопла 11 источника давления на дренажное сопло 10, происходит заполнение надмембранного пространства клапана 5, клапан 5 опускается на седло 6, подача газа на горелку 18 прекращается, продолжает гореть только запальник 17. То же самое происходит и при открытии сопла датчика тяги 15. При погасании пламени запальника 17 сопло датчика пламени 14 открывается и одновременно закрывается сопло датчика сетевого газа 20. Давление в верхней полости 7 падает, мембрана 8 перемещается вверх, двухпозиционная заслонка 9 перекладывается с сопла 11 источника давления на дренажное сопло 10, надмембранная полость клапана 5 заполняется газом. Клапан 5 опускается на седло 6, прекращая полностью подачу газа на горелку 18, а так как закрыто сопло датчика сетевого газа 20, отключается полностью автоматика управления газовым клапаном 1, необходимо устранить причину погасания запальника 17, закрыть кран 16 и осуществить вручную розжиг горелки, как описано выше. Автоматический регулятор расхода газа 2 постоянно поддерживает необходимый зазор между клапаном 26 и седлом 27 за счет постоянного перемещения сильфоном 24 штока 25 в зависимости от температуры наружного воздуха, обеспечивая экономное расходование газа как при изменении температуры наружного воздуха в течение суток, так и при изменении температуры в переходный период (весна, осень) и изменении мороза зимой.

Клапан 26 в крайнем нижнем положении обеспечивает пропускную способность 30-40% объемов газа от максимального расхода, то есть клапан 26 никогда не перекрывает полностью седло 27.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:

– функция самоконтролируемости;

– упрощение конструкции;

– повышение надежности и мощности;

– наличие электрического сигнала на включение-отключение газового клапана;

– точность пропорционирования расхода газа и воздуха при изменении мощности горелки в зависимости от температуры наружного воздуха.

Формула изобретения

Модулируемая атмосферная газовая горелка, содержащая газовый клапан, автоматический регулятор расхода газа, соединенные последовательно, при этом газовый клапан 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, датчики пламени, тяги и сетевого газа, крана, запальника, горелки, топки, терморегулятора с датчиком, отличающаяся тем, что автоматический регулятор расхода газа состоит из корпуса и снабжен сильфоном со штоком и клапаном, установленным перед газовым клапаном, а корпус имеет седло, при этом автоматический регулятор расхода газа, выполнен с возможностью управления температурой наружного воздуха и температурой газа поступающего по газопроводу, а горелка установлена в котле наружного размещения с доступом наружного воздуха вокруг автоматического регулятора расхода газа с сильфоном.

РИСУНКИ