Газовий пальник

Изобретение относится к пищевой промышленности, а именно к конструкциям горелочных устройств, работающих на газовоздушной смеси с большим избытком воздуха и используемых для обработки пищевых продуктов. Известна газовая горелка (см. заявку Японии № 57-41648, кл. F 23 D 13/00 за 1982 год), содержащая камеру предварительного смешения газа и воздуха, стабилизирующую решетку с клапанами одинакового диаметра и камеру сгорания. Недостатком горелки является высокая токсичность продуктов сгорания. Вопрос снижения содержания окислов азота актуален в настоящее время, особенно в пищевой промышленности, где продукты сгорания используются в качестве сушильного агента для сушки продуктов. Наиболее близкой по технической сущности к заявляемому объекту является газовая горелка (авт. св. СССР № 1216565 А. кл. F 23 D 14/00 за 1986 год), выбранная нами в качестве прототипа. Горелка содержит смесительную камеру, отделенную от камеры сгорания стабилизирующей решеткой, имеющую сквозные каналы, расширяющиеся в сторону камеры сгорания, которые для уменьшения токсичности продуктов сгорания, путем уменьшения в них окислов азота, размещены с переменной плотностью, уменьшающейся от центра к периферии в 2-3 раза, а камера сгорания выполнена в форме эллипсоида. Недостатком горелки-прототипа является то, что в результате формирования зоны горения в центре решетки, наиболее насыщенной каналами, при малых расходах газовоздушной смеси наблюдается местный перегрев, который может привести к проскоку пламени внутрь камеры смешения. В основу изобретения поставлена задача создания газовой горелки путем изменения конструкции стабилизирующей решетки обеспечить расширение диапазона расхода газовоздушной смеси и устранение местного перегрева в центре. Поставленная задача достигается тем, что газовая горелка включающая смесительную камеру, отделенную от камеры сгорания, выполненной в форме эллипсоида, стабилизирующей решеткой, имеющей сквозные каналы, расширяющиеся в сторону камеры сгорания, отличающаяся тем, что толщина решетки с равным "живым" сечением увеличивается в 2 3 раза от периферии к центру, а диаметр каналов пропорционален толщине решетки и определяется по формуле где dnp - диаметр каналов на периферии решетки; t - толщина решетки соответствующая диаметру d; tnp - толщина решетки на периферии решетки. Нами было проведено ряд экспериментов с решетками изготовленными исходя из следующих соотношений; 1. Толщина решетки определялась по формуле: где: t - толщина стабилизирующей решетки на расстоянии г от центра; tKp - толщина края решетки, обеспечивающая прогрев газовоздушной смеси от начальной температуры до температуры воспламенения в канале; к - коэффициент учитывающий перегрев центра решетки при минимальном расходе газовоздушной смеси; D - диапазон регулирования диапазона расхода газовоздушной смеси; R - радиус решетки, r - текущий радиус решетки соответствующий толщине t 2. Диаметр каналов определялся согласно выражению: где: dцн - диаметр центрального отверстия. 3. Для обеспечения равного "живого" сечения решетки расстояние между концентрическими окружностями определяется по формуле: где; hn - радиус n окружности на которой размещаются каналы, относительно центра; dn - диаметр каналов, находящихся по η окружности. На основе экспериментальных данных установлено, что изменение толщины решетки менее чем в два раза не позволяет добиться формирования пламени в центре решетки, вследствие незначительной разницы диаметров каналов, или не обеспечивает подогрева смеси до температуры воспламенения при относительно больших диаметрах каналов. Изменение толщины более чем в три раза экономически не целесообразно, ввиду тр удоемкости изготовления большого количества каналов малого диаметра на периферии, Исходя из экспериментальных данных и приведенных выше математических рассуждений, мы пришли к выводу, что увеличение толщины решетки от периферии к центру лежит в пределах от двух до трех, а изменение диаметра каналов пропорционально толщине решетки и определяется по формуле Межосевое расстояние каналов определяется из условия равного "живого" сечения решетки. В результате предложенного выполнения газовой горелки появляется возможность устранить местный перегрев в центре решетки при малых расходах и при этом обеспечить устойчивую работу горелки в широком диапазоне регулирования расхода газовоздушной смеси. На фиг. 1 показан общий вид газовой горелки; на фиг: 2 - общий вид экспериментальной решетки с расчетными размерами; на фиг. 3 - общий вид реше тки газовой горелки. Газовая горелка содержит камеру смешения 1 с патрубком 2 для подвода газа и патрубком 3 для подвода воздуха, отделенную о т камеры сгорания 4 стабилизирующей решеткой 5. Решетка газовой горелки 4 представляет собой диск переменной толщины, увеличивающейся от периферии к центру в 2-3 раза, с сквозными каналами 6, расширяющимися в сторону камеры сгорания. Диаметр каналов увеличивается от периферии решетки 5 к центру и определяется по формуле Количество каналов 6 определяется из соотношения равного "живого" сечения решетки 5. Газовая горелка работает следующим образом. В камеру смешения 1 подается газ патрубком 2 и воздух через патрубок 3 соосный с камерой смешения 1, где они смешиваются. Образовавшаяся газовоздушная смесь, проходя через стабилизирующую решетку 5, подогревается до температуры воспламенения и попадает в камеру сгорания 4. Горение смеси происходит на поверхности стабилизирующей решетки 5 в камере сгорания 4. Причем, при малых расходах газовоздушной смеси основная зона горения формируется в центральной части решетки 4, с каналами 6 большего диаметра и соответственно меньшим сопротивлением движению газовоздушной смеси. С увеличением расхода зона горения распространяется на всю поверхность решетки 5. Толщина решетки 5 и диаметр каналов 6 увеличиваются от периферии к центру, что позволяет нагреть газовоздушную смесь при прохождении через решетку 5 до температуры воспламенения по всему сечению. С другой стороны утолщенная средняя часть решетки 5 препятствует местному перегреву при малых расходах газовоздушной смеси, что позволяет расширить диапазон регулирования при стабильной работе газовой горелки. Таким образом, предложенное выполнение решетки газовой горелки позволяет поддерживать стабильное и безопасное горение в широком диапазоне регулирования смеси.