Газовий пальниковий пристрій попереднього змішування

Реферат: Газовий пальниковий пристрій попереднього змішування, що містить змішувальні засоби для змішування газоповітряної суміші, яку підводять до вхідної секції вентиляторного агрегату (4), потік з нагнітальної сторони якого подається до головки згоряння (2) пальника, змішувальні засоби, що включають деяку кількість каналів (12), кожний з яких має ділянку у вигляді трубки Вентурі з суміжними частинами (16а, 16b), які звужуються/розширюються, відносно напрямку потоку, і з вузьким поперечним перерізом каналу (16с), утвореним між звужуваною частиною і розширюваною частиною, причому в кожну звужувану частину (16а) подається потік повітря для змішування з потоком газу, який входить в канал в місці вузького поперечного перерізу (16с), а газоповітряна суміш підводиться через розширювану частину (16b) каналу до вхідної секції (10) вентиляторного агрегату (4). Кожний канал (12) утворений шляхом сполучення принаймні першої і другої відділених одна від одної ділянок (А, В) пальника вздовж лінії сполучення, на кожну ділянку (А, В) пальника спираються відповідні окремі частини кожного з каналів (12), між ділянками (А, В) пальника вздовж лінії сполучення передбачений принаймні перший газонепроникний ущільнювальний елемент (20) для запобігання всмоктуванню газу та/або повітря каналами (12). Принаймні перший ущільнювальний елемент (20) розташований між ділянками (А, В) пальника в місці вузького поперечного перерізу (16с) кожної трубки Вентурі каналів (12); принаймні перший ущільнювальний елемент (20) має наскрізні отвори (21), які визначають вузький поперечний переріз відповідної трубки Вентурі у принаймні деяких з усієї кількості каналів (12), утворених внаслідок сполучення ділянок (А, В) пальника вздовж лінії UA 101997 C2 (12) UA 101997 C2 сполучення, і є взаємозамінним з принаймні другим ущільнювальним елементом (20', 20"), який має відповідні наскрізні отвори (21', 21"), загальні розміри розгляданих поперечних перерізів яких відрізняються від загальних розмірів поперечних перерізів відповідних отворів (21) першого ущільнювального елемента (20) з метою варіювання загального поперечного перерізу, визначеного отворами каналів, причому принаймні перший елемент (20) є взаємозамінним з принаймні другим ущільнювальним елементом (20', 20") для забезпечення таким чином можливості регулювання пальника відповідно до потрібної теплової потужності та/або значень опору потоку в каналах подачі газоповітряної суміші в пальник. UA 101997 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Галузь техніки, до якої належить винахід Цей винахід стосується газового пальникового пристрою попереднього змішування, який має властивості, описані в констатуючій частині пункту 1 формули винаходу. Опис відомого рівня техніки В цій конкретній галузі техніки відома конструкція газового пальника попереднього змішування, наприклад для конденсаційного котла, головка згоряння якого розміщується у камері згоряння, в яку вентиляторним агрегатом подається суміш повітря і газу. Приклад такого пальникового пристрою відомий з італійської патентної заявки № PD2007A000413, в якій описано пальник, з'єднаний з кришкою або іншим подібним елементом для герметизації камери згоряння і в якому співвісно установлені вентиляторний агрегат і куполоподібна головка згоряння. В такому пристрої суміш повітря і газу, що горить на поверхні головки згоряння пальника, знаходиться у вигляді деякої кількості змішувальних каналів, відкритих у напрямку зовнішньої сторони пальника, для забезпечення всмоктування повітря, і через які повітря, змішане з газом, спрямовується до вхідної секції вентиляторного агрегату. Кожний з таких каналів зазвичай працює при зниженому тиску, при цьому вентиляторний агрегат розташований у напрямку потоку, і виконаний у формі трубки Вентурі, тобто утворений звужуваною частиною, що примикає до розширюваної частини, між якими знаходиться ділянка трубки Вентурі, що має мінімальний поперечний переріз, причому в цій частині трубки Вентурі відбувається зменшення сигналу тиску (зменшення тиску). Такий сигнал, як правило, застосовується для всмоктування з клапана горючого газу, який потім вводиться у змішувальний канал, де змішується з повітрям, всмоктаним за рахунок зниженого тиску. Сигнал тиску, який генерується на ділянці трубки Вентурі з мінімальним поперечним перерізом, характеризується різними параметрами. Наприклад, при збільшенні числа обертів при заданих геометричних розмірах через мінімальний поперечний переріз-всмоктується більш потужний потік повітря з більшою швидкістю, що викликає відповідно більше зменшення тиску. Крім того, при зміні значень опору потоку на лінії нагнітання змінюється і сигнал тиску. Наприклад, якщо значення опору потоку зростають, сигнал зменшується, і для того, щоб забезпечити його збереження на рівнях, що мали місце до збільшення опору потоку, як правило, необхідно застосовувати ще одну трубку Вентурі з меншим поперечним перерізом. Однак це приводить до збільшення витрат, оскільки вимагає виготовлення додаткових деталей для пальника і контролю за ними. Ця проблема стає особливо очевидною у випадках, коли діапазон регулювання теплової потужності такий, що для забезпечення точного регулювання пальника виникає необхідність заміни таких деталей. Опис винаходу Задача, що розв'язується винаходом - створити пальниковий пристрій, конструктивні і функціональні характеристики якого дозволили б подолати обмеження, що мали місце у зазначених вище аналогах. Ця задача розв'язується винаходом шляхом створення пальникового пристрою, виконаного відповідно до викладених нижче пунктів формули. Стислий опис креслень Інші характерні особливості та переваги винаходу пояснюються подальшим детальним описом переважного прикладу здійснення винаходу, наведеного з метою кращого розуміння винаходу, який не обмежує об'єму винаходу, з посиланням на прикладені креслення, де: - на фігурі 1 зображений вигляд у перспективі і частковому розрізі пальникового пристрою, виконаного згідно з винаходом; - на фігурі 2 зображений схематичний вигляд деталі пальника, показаного на фігурі 1; - на фігурі 2А зображений схематичний вигляд ще однієї деталі пальника, показаного на фігурі 1; - на фігурах 3 і 4 зображений вигляд у перспективі і частковому розрізі деталі, зображеної на попередніх фігурах на окремих етапах складання; - на фігурах 5 і 6 зображений вигляд спереду двох різних конструктивних варіантів деталі, показаної на фігурі 4; - на фігурі 7 зображений ще один вигляд спереду іншого конструктивного варіанту деталі, показаної на фігурах 5 і 6. Переважний варіант втілення винаходу На представлених нижче фігурах цифрою 1 позначений газовий пальниковий пристрій попереднього змішування, виконаний відповідно до цього винаходу. Пальник включає головку згоряння 2, що має переважно куполоподібну конструкцію, основа якої переважно з'єднана з кришкою 3, яка являє собою елемент для герметизації камери згоряння (не показана), зв'язаний з пальником. 1 UA 101997 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Вентиляторний агрегат 4, робоче колесо якого 5 відцентрового типу розташоване співвісно з головкою згоряння, спирається з можливістю обертання на кришку. Вісь обертання робочого колеса, що приводиться в рух електродвигуном 6, позначена X. За головкою згоряння 2 всередині неї передбачений розподільний елемент, позначений цифрою 7, який також має в основному куполоподібну форму і обладнаний наскрізними отворами для подачі повітряно-газової суміші до головки згоряння. У корпусі пальника, між розподільним елементом 7 і повернутим до нього робочим колесом 5, утворюється внутрішній простір або об'єм, позначений цифрою 8, у якому переміщується потік суміші, що надходить з нагнітальної сторони 9 вентилятора і спрямовується на розподільник 7, і чітко відділений від нього потік газоповітряної суміші, який спрямовується у вхідну секцію 10. Така конструкція пальника детально описана в італійській патентній заявці, зазначеній вище і зареєстрованій за номером PD2007A000413, на яку тут робиться посилання у відношенні деталей, які нечітко викладені нижче. Зокрема, передбачена перша кількість каналів подачі, позначених позицією 11, які підводять до головки згоряння 2 горючу газоповітряну суміш, що надходить з нагнітального боку 9 вентилятора, і друга кількість каналів подачі 12, призначених для підведення потоку повітря і/або газу, взятого із зовнішньої сторони корпусу пальника, у напрямку вхідної секції 10 вентилятора. Ця вхідна секція розташована на тому ж боці головки 2 і має зв'язок з першою камерою 13, яка знаходиться в просторі 8, що залишився між головкою 2 і робочим колесом 5. Крім того, розміри і конструкцію каналів 11 і 12 вибирають так, щоб потік суміші повітря з газом до нагнітального боку вентилятора перетинався з потоком повітря і/або газу, спрямованим до вхідної секції, як схематично показано на фігурі 2, на якій згадані вище потоки переміщуються по каналам відповідно 11 і 12 таким чином, щоб бути чітко відділеними один від одного. Канали 11 відповідної кількості проходять в області нагнітальної секції 9 вентилятора з зовнішнього боку зовнішнього діаметра робочого колеса 5, забезпечуючи з'єднання цієї нагнітальної секції з другою камерою 14 для розподілення суміші, причому камера 14 також знаходиться у просторі 8 між розподільником 7 і робочим колесом, і відділена від камери 13 стінкою 15. Канали 11 розподілені по окружності на лінії нагнітання нагнітальної секції 9 з попередньо згаданим кутовим проміжком, зокрема з однаковим кутовим проміжком. Крім того, кожний канал 11 має з урахуванням напрямку потоку впускний отвір 11а для суміші (передбачений на нагнітальному боці вентилятора), в якому потік має переважно радіальну складову, і на протилежному боці випускний отвір 11b, в якому потік має переважно аксіальну складову. Камера 14 за випускним отвором має таку конфігурацію, яка б забезпечувала подальше відхилення потоку для його проходження вздовж розподільника 7 і забезпечення ефективної подачі в головку згоряння 2. Другі кількості канали подачі 12 мають таку конфігурацію, яка б забезпечувала попереднє змішування повітря, взятого ззовні, з газом, який вводиться в канал, і підведення попередньо змішаного газоповітряного потоку до вхідної секції 10 вентилятора. Канали 12 розташовані поперемінно відносно каналів 11 таким чином, що в області перетину потоків, позначеній буквою М на фігурі 2, кожний канал 12 розташовується між двома каналами 11, у близькому розташуванні один до одного. Кожний канал 12 відкритий на зовнішньому боці пальника, на вхідній секції 12а каналу, за допомогою якого потік повітря всмоктується і проходить до протилежної випускної секції 12Ь, яка розташована так, що має зв'язок з вхідною секцією 10 вентилятора. Нижче детально описується лише один з каналів 12, оскільки за конструкцією вони ідентичні. Кожний канал 12 обладнаний змішувальними засобами, які включають частину самого каналу, що має конфігурацію трубки Вентурі, тобто містить звужувану частину 16а, яка переходить у суміжну розширювану частину 16b, причому між цими частинами знаходиться вузький переріз (мінімальний переріз) трубки Вентурі, позначений позицією 16с. В цьому мінімальному перерізі 16с потік газу, всмоктаний внаслідок зниженого тиску, що створюється на ділянці мінімального перерізу, входить у трубку Вентурі. Канал, позначений позицією 17, продовжується у формі клапана 18, який зображений лише схематично і призначений для подачі горючого газу у відповідний канал 12 у цьому мінімальному перерізі 16с. На фігурі 2А схематично зображено попередньо задана конфігурація, що стосується трубки Вентурі. Крім того, кожний канал 12 утворюється в результаті з'єднання відділених одна від одної першої ділянки і другої ділянки пальника, вздовж лінії сполучення поверхонь, причому перша ділянка, позначена буквою А, розташована в основі кришки 3 і проходить в осьовому напрямку на вході робочого колеса, а друга ділянка, позначена В, розташована на виході робочого колеса, і в ній, в зоні подачі пальника розміщена стінка 15. Між ділянками А і В розміщений 2 UA 101997 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 газонепроникний ущільнювальний елемент, позначений позицією 20, головна функція якого запобігати всмоктуванню газу і/або повітря між каналами 11 і 12. Ущільнювальний елемент 20 переважно має плоску кільцеподібну форму зі зменшеною товщиною в торцевому перерізі, як чітко показано на фігурі 4. Відповідно до головної ознаки винаходу цей ущільнювальний елемент розташований на найвужчих перерізах 16с каналів 12 (мінімальний переріз трубки Вентурі). Крім того, ущільнювальний елемент 20 обладнаний у кільцеподібній його стінці деякою кількістю наскрізних отворів, позначених 21, які визначають вузький переріз відповідної трубки Вентурі принаймні в деяких з каналів 12, якщо ділянки А і В пальника з'єднані вздовж лінії з'єднання, причому ущільнення 20 знаходиться між ними. Як показано на фігурі 5, наскрізні отвори 21 розташовані по окружності з однаковими кутовими проміжками вздовж кільцевої стінки ущільнення 20. Якщо дивитись у поперечному перерізі, то вони мають практично краплеподібну форму. Передбачений відповідний наскрізний отвір 22, який у поперечному перерізі витягнутий у переважному напрямку, як чітко показано на фігурі 5, і розташований безпосередньо поблизу кожного отвору 21. Ці отвори 22 визначають перерізи проходу потоку газу для кожного з каналів 17 у вузькому перерізі трубки Вентурі, де відбувається введення горючого газу у повітряний потік, який подається каналами 12. Розглядаючи докладніше, зазначимо, що кожний канал 17, розміщений перед ущільненням, має зв'язок з каналом 17а, який проходить кільцеподібно в області А пальника, концентрично відносно осі X, який служить для розподілення і подачі газу від клапана до кожного каналу 17. Канал 17а утворений областю А пальника і суміжним з нею ущільненням 20. Крім того, в ущільнювальному елементі 20 виконана деяка кількість інших наскрізних отворів, всі вони позначені позицією 23 і визначають поперечний переріз проходу потоку газоповітряної суміші, що подається з нагнітального боку 9 вентилятора і спрямовується до розподільника 7 головки згоряння. Іншими словами, ці отвори 23 визначають поперечний переріз кожного каналу 11 в області ущільнення 20 і розташовані вздовж кільцеподібного ущільнювального профілю, на одній осі з отворами 21 з попередньо заданими однаковими кутовими проміжками. У переважному варіанті винаходу, зображеному на фігурі 5, передбачені отвори 23, розташовані поперемінно з отворами 21 вздовж спільного кільцеподібного профілю, який є концентричним відносно осі X, так що кожний отвір 23 розташовується між двома сусідніми отворами 21, як чітко видно на фігурі 5. Відповідно до головної ознаки винаходу ущільнювальний елемент 20 має таку форму, щоб бути взаємозамінним з принаймні другим ущільнювальним елементом, який позначений 20' (показаний на фігурах 4 і 6) і обладнаний наскрізними отворами 21', що мають таку ж функцію, як і відповідні отвори 21 ущільнювального елемента 20, причому загальні розміри поперечних перерізів цих отворів 21' відрізняються (в більшу або меншу сторону) від загальних розмірів поперечних перерізів отворів 21. Таким способом, заміняючи ущільнення 20 ущільненням 20', можна змінювати загальний переріз потоку повітря, яке всмоктується в пальник, для забезпечення таким чином можливості регулювання пальника відповідно до потрібної теплової потужності та/або величини опору потоку в каналах подачі газоповітряної суміші. Фахівцям ясно, що число ущільнювальних елементів за цим винаходом і форма отворів 21 вибираються згідно з загальними технічними вимогами до регулювання і потужнісних діапазонів, що забезпечують нормальну роботу пальника. Нижче буде описаний лише другий взаємозамінний ущільнювальний елемент, однак взаємозамінні ущільнення можуть мати будьяку іншу конструкцію. У першому переважному варіанті виконання передбачено однакове число отворів 21, 21' і 23, 23' в ущільненнях 20 і 20' і поперемінне їх розташування в кожному з цих ущільнень як описано вище і показано на фігурах 5 і 6 відповідно. При цьому отвори 21, як і отвори 21', 23 і 23', рівномірно розташовані на певній відстані один від одного. Другий ущільнювальний елемент 20' відрізняється від ущільнення 20 тим, що передбачені отвори 21', поперечний переріз яких має більші розміри, ніж розміри кожного відповідного отвору 21 ущільнення 20. У варіанті ущільнення 20', позначеному позицією 20", замість описаних вище передбачені отвори 21", які відрізняються від отворів 21' за кількістю, але мають такий самий поперечний переріз, як отвори 21'. На фігурі 7, де показано цей варіант, ясно видно, що виконано лише шість отворів 21", на відміну від ущільнення 20', яке має дев'ять відповідних отворів 21'. В результаті при заданому поперечному перерізі отворів 21' і 21" загальний переріз змінюється, коли ущільнення 20' заміняють на ущільнення 20". Природно, можливі й інші конструктивні варіанти, спрямовані на створення різних конфігурацій відкаліброваних отворів для проходження всмоктуваного повітря у вузькій частині трубки Вентурі для всіх передбачених взаємозамінних ущільнень, з тим щоб забезпечити 3 UA 101997 C2 5 10 генерування потрібного сигналу тиску і можливість регулювання газового клапана. Таким способом переважно забезпечується регулювання в широких межах відповідно до потрібної теплової потужності, до кожного потужнісного діапазону просто шляхом заміни ущільнювального елемента, без будь-яких додаткових вузлів і деталей і без будь-якої модифікації конструктивних елементів пальника^як на стороні кришки, так і на стороні подачі. Завдяки цьому в результаті спрощується і полегшується управління пальниковим пристроєм, навіть при необхідності регулювання в широких межах, відповідно до потрібної теплової потужності. Крім того, при потребі можна забезпечити дроселювання газового потоку при протіканні через прохідний переріз в каналах 17 шляхом виконання різних (стосовно числа і розміру перерізу) отворів 22 у будь-якому ущільненні, що може бути використане в рамках здійснення даного винаходу, і яке є взаємозамінним. Таким чином, застосування винаходу дозволяє розв'язати поставлену задачу і досягти заявлених переваг у порівнянні з відомими рішеннями. 15 ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 20 25 30 35 40 45 50 55 1. Газовий пальниковий пристрій попереднього змішування, що містить змішувальні засоби для змішування газоповітряної суміші, яку підводять до вхідної секції вентиляторного агрегату (4), потік з нагнітальної сторони якого подається до головки згоряння (2) пальника, змішувальні засоби, що включають деяку кількість каналів (12), кожний з яких має ділянку у вигляді трубки Вентурі з суміжними частинами (16а, 16b), які звужуються/розширюються, відносно напрямку потоку, і з вузьким поперечним перерізом каналу (16с), утвореним між звужуваною частиною і розширюваною частиною, причому в кожну звужувану частину (16а) подається потік повітря для змішування з потоком газу, який входить в канал в місці вузького поперечного перерізу (16с), а газоповітряна суміш підводиться через розширювану частину (16b) каналу до вхідної секції (10) вентиляторного агрегату (4), причому кожний канал (12) утворений шляхом сполучення принаймні першої і другої відділених одна від одної ділянок (А, В) пальника вздовж лінії сполучення, на кожну ділянку (А, В) пальника спираються відповідні окремі частини кожного з каналів (12), між ділянками (А, В) пальника вздовж лінії сполучення передбачений принаймні перший газонепроникний ущільнювальний елемент (20) для запобігання всмоктуванню газу та/або повітря каналами (12), який відрізняється тим, що принаймні перший ущільнювальний елемент (20) розташований між ділянками (А, В) пальника в місці вузького поперечного перерізу (16с) кожної трубки Вентурі каналів (12), тим, що принаймні перший ущільнювальний елемент (20) має наскрізні отвори (21), які визначають вузький поперечний переріз відповідної трубки Вентурі у принаймні деяких з усієї кількості каналів (12), утворених внаслідок сполучення ділянок (А, В) пальника вздовж лінії сполучення, а також тим, що принаймні перший ущільнювальний елемент (20) є взаємозамінним з принаймні другим ущільнювальним елементом (20', 20''), який має відповідні наскрізні отвори (21', 21"), загальні розміри розгляданих поперечних перерізів яких відрізняються від загальних розмірів поперечних перерізів відповідних отворів (21) першого ущільнювального елемента (20) з метою варіювання загального поперечного перерізу, визначеного отворами каналів, причому принаймні перший елемент (20) є взаємозамінним з принаймні другим ущільнювальним елементом (20', 20"), і для забезпечення таким чином можливості регулювання пальника відповідно до потрібної теплової потужності та/або значень опору потоку в каналах подачі газоповітряної суміші в пальник. 2. Пальниковий пристрій за пунктом 1, в якому принаймні перший ущільнювальний елемент (20) і другі ущільнювальні елементи (20', 20"), які є взаємозамінними, мають кільцеподібну форму і наскрізні отвори (21, 21', 21"), передбачені в кожному відповідному ущільнювальному елементі, виконані так, що розташовуються по окружності під кутом і на певній відстані один від одного. 3. Пальниковий пристрій за пунктом 1 або 2, в якому всі отвори (21), передбачені в першому ущільнювальному елементі (20), мають однаковий попередньо заданий розмір поперечного перерізу, а всі отвори (21', 21"), передбачені в другому ущільнювальному елементі (20', 20"), мають однаковий попередньо заданий розмір поперечного перерізу, який відрізняється від розміру отворів, виконаних у першому ущільнювальному елементі (20). 4. Пальниковий пристрій за пунктом 3, в якому отвори (21) у першому ущільнювальному елементі (20) передбачені таким чином, щоб їх кількість дорівнювала кількості отворів (21') другого ущільнювального елемента (20'). 4 UA 101997 C2 5 10 15 20 5. Пальниковий пристрій за пунктом 1 або 2, в якому кожний отвір (21) першого елемента (20) має розмір поперечного перерізу, який дорівнює розміру поперечного перерізу кожного отвору (21") другого ущільнювального елемента (20"), а загальна кількість отворів (21) першого елемента (20) відрізняється від загальної кількості отворів (21") другого ущільнювального елемента (20"). 6. Пальниковий пристрій за пунктом 1 або 2, в якому отвори (21, 21'), передбачені у першому ущільнювальному елементі (20) і другому ущільнювальному елементі (20'), розташовані на однаковій віддалі один від одного з попередньо заданим кутовим проміжком. 7. Пальниковий пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, в якому за допомогою отворів (21, 21', 21") відповідного ущільнювального елемента передбачений прохід для потоку повітря, що всмоктується в пальник, причому в ущільнювальних елементах передбачені відповідні другі окремі отвори (22, 22', 22"), які визначають поперечний переріз проходу потоку газу, який входить у вузький переріз кожної трубки Вентурі. 8. Пальниковий пристрій за пунктом 7, в якому для кожного ущільнювального елемента (20, 20') передбачений отвір (22, 22') для проходу газу у близькому розташуванні до відповідного отвору (21, 21') для проходу всмоктуваного повітря. 9. Пальниковий пристрій за будь-яким з попередніх пунктів, у якому в кожному з ущільнювальних елементів (20, 20', 20") передбачена деяка кількість третіх отворів (23, 23', 23"), що визначають поперечний переріз проходу, на лінії сполучення ділянок (А, В) пальника, каналів, що підводять потоки газоповітряної суміші, які подаються з нагнітального боку (9) вентиляторного агрегату (4) у напрямку головки згоряння (2). 10. Пальниковий пристрій за пунктом 9, в якому треті отвори (23, 23', 23") розташовані по окружності в кожному з ущільнювальних елементів (20, 20', 20") поперемінно з отворами для проходження всмоктуваного повітря. 5 UA 101997 C2 6 UA 101997 C2 7 UA 101997 C2 Комп’ютерна верстка А. Крижанівський Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 8