Газовий пальник

Газовий пальник, який містить кожух, поділений всередині поперечною перегородкою з отворами на розподільчу камеру з газовим патрубком і роздавальну камеру з повітряним патрубком, по перечну решггку з отворами, встановлену на виході з роздавальної камери, та роздавальну перегородку з отворами, розміщену за поперечною решіткою, а також наконечники для стабілізації горіння, до того ж поперечну решггку обладнано трубчастими елементами, одним кінцем жорстко закріпленими у и отворах, а іншим кінцем зануреними з утворенням кільцевих зазорів до отворів роздавальної перегородки, а поперечну перегородку обладнано сопловими патрубками, одним кінцем жорстко закріпленими у її отворах, а ВІЛЬНІ КІНЦІ СОПЛОВИХ па трубків занурені з утворенням кільцевого зазору до закріплених КІНЦІВ трубчастих елементів, який відрізняється тим, що соплові патрубки заглушені з вільного кінця пластинами з отворами, наконечники закріплено на вільних кінцях трубчастих елементів, а поперечну решггку обладнано додатковими отворами для пропускання вторинного повітря О Винахід належить до пальникових пристроїв для спалювання газу, зокрема до пальників, у яких природний газ змішують з частиною повітря до зони згоряння, а інша частина повітря окремими каналами подається безпосередньо у зону згоряння Пальник можна використовувати для обробки полум'ям поверхонь виробів (наприклад, для механізованого процесу паяння або для позапічного нагрівання виробів), а також для одержання гарячого теплоносія утопках печей та інших агрегатів Відомо, ЩО ДЛЯ ПОВНОГО згоряння одиниці об'єму газу, останній необхідно змішати із певною КІЛЬКІСТЮ повітря (так званою "теоретично необхідною КІЛЬКІСТЮ повітря") У деяких конструкціях газових пальників частину повггря (так зване "первинне повітря") змішують з газом до того моменту, як газ буде підпалено А іншу частину повггря ("вторинне повггря") подають до кореня факелу Якщо збільшувати частину первинного повітря -інтенсифікуватиметься процес горіння і, завдяки цьому, зменшуватиметься довжина факелу Це дає змогу або зменшити об'ємні габарити топки (якщо пальник працює у замкненому просторі топки печі), або наблизити пальник до поверхні виро бу (якщо виріб піддають позапічному нагріванню) Наближення пальника до виробу, що його нагрівають поза топкою печі (наприклад, під час паяння), сприяє збільшенню швидкості й температури продуктів згоряння біля поверхні виробу Це пришвидшує процес нагрівання (внаслідок інтенсифікації теплообміну), тобто уможливлює ефективніше використання палива Проте, для переважної більшості конструкцій пальників із частковим попереднім змішуванням, частка первинного повітря не перевищує 60% Це робиться навмисно, бо якщо КІЛЬКІСТЬ первинного повітря не перевищує 60% теоретично необхідної, всередині корпуса пальника утворюється негорюча газоповітряна суміш Така суміш не може самовільно зайнятися, бо КІЛЬКІСТЬ газу в суміші більша за верхню межу займання (тобто, не вистачає повітря для процесу горіння) Якщо пальник працюватиме із більшим вмістом первинного повітря, може статися вибух газоповітряної суміші, якщо трапиться проскок полум'я до корпусу пальника Для пальників, у яких не одне, а декілька газоповітряних сопел (так звані багатосоплові пальники), проскок полум'я становить підвищену небезпе о> ку Вона зумовлена тим, що більшість конструкцій багато соплових пальників мають великі за розміром газоповітряні камери В цих камерах відбувається змішування газу й первинного повітря, тобто там знаходиться газоповггряна суміш, яку потім розподіляють між декількома соплами Проскок полум'я крізь сопла у таку камеру може спричинити вибух значної потужності внаслідок великої КІЛЬКОСТІ газоповітряної суміші, що там знаходиться Таким чином, для існуючих конструкцій багатосоплових пальників КІЛЬКІСТЬ первинного повітря має не перевищувати 60% теоретично необхідної КІЛЬКОСТІ повітря через високу імовірність вибуху газоповітряної суміші, якщо станеться проскок полум'я Це обмеження унеможливлює підвищення ефективності використання палива утрадиційних конструкціях багатосоплових пальників 44924 трубчасті елементи Трубчасті елементи одним кінцем щільно закріплено у отворах решітки Причому КІЛЬКІСТЬ отворів решггки дорівнює КІЛЬКОСТІ трубчастих елементів Крім того пальник додатково містить роздавальну перегородку з отворами, и розміщено всередині кожуха за решггкою До отворів цієї роздавальної перегородки введено з утворення кільцевих зазорів ВІЛЬНІ КІНЦІ зазначених трубчастих елементів До того ж пальник обладнано другим інжектором з активним соплом для стиснутого повітря Другий інжектор підключено крізь вікно у кожусі до порожнини між решіткою й роздавальною перегородкою Активне сопло другого інжектора зорієнтоване у напрямку, протилежному активному соплу інжектора роздавальної камери Існує пальник (Авторське свідоцтво СРСР № 1076703 М кл3 F23 D13/00, 1984), який містить корпус, поділений перегородкою на розподільчу та роздавальну камери Перегородку обладнано сопловим апаратом (тобто, деякою КІЛЬКІСТЮ СОПЛОВИХ патрубків) Розподільчу камеру з'єднано із змішувачем, який обладнано повітряним і паливним (газовим) патрубками Роздавальна камера з'єднана з джерелом стисненого повітря Сопловий апарат перегородки зроблено у вигляді патрубків із конічними наконечниками На виході роздавальної камери розміщено додаткову перфоровану перегородку В цій додатковій перегородці зроблено отвори, що звужуються у напрямку до виходу з камери У ці отвори із утворенням кільцевих зазорів введено наконечники соплових патрубків До того ж джерело стисненого повггря зроблено у вигляді інжектора, активне сопло якого підключене до повггряного патрубка змішувача У такому пальнику змішування газу з первинним повггрям відбувається у змішувачі, а готова суміш, перш ніж потрапити до соплових патрубків, перебуває у великій розподільчій камері У такому пальнику неможливо уникнути великих розмірів газоповітряної розподільчої камери, бо необхідно забезпечити рівномірне розподілення газоповітряної суміші по соплових патрубках (згадаймо так зване правило "розподільчого колектора") У такому пальнику неможливо заздалегідь (до займання) приготувати газоповггряну суміш з понад 60%-вою КІЛЬКІСТЮ первинного повітря, бо може статися потужний вибух цієї суміші в разі проскоку полум'я до великої розподільчої камери За прототип обрано пальник (Авторське свідоцтво СРСР № 1211516 М к л 4 F23 D14/02, 1986) Цей пальник містить кожух, який всередині поділено перегородкою на розподільчу та роздавальну камери Розподільча камера підключена до змішувача, з'єднаного з повітряним (для подавання первинного повітря) і паливним патрубками Роздавальна камера підключена до інжектора з активним соплом для стисненого повітря (вторинного) На виході з роздавальної камери (камери вторинного повітря) встановлено решітку з отворами Перегородку між розподільчою та роздавальною камерами обладнано сопловим апаратом, який має вигляд декількох соплових патрубків з наконечниками Останні встановлено з кільцевим зазором у У цьому пальнику, як і у попередньому, наявні змішувач і велика за розмірами розподільча камера, де знаходиться газоповітряна суміш Через можливість відносно потужного вибуху газу в разі проскоку полум'я до цієї камери, КІЛЬКІСТЬ первинного повггря у суміші має не перевищувати 60% від теоретично необхідної КІЛЬКОСТІ повітря Крім того, як для аналога, так і для прототипу, необхідно застосовувати стиснене повітря для приготування газоповітряної суміші Це теж спричинене відносно великими розмірами розподільчої камери, бо виникає потреба прискорювати великі маси газоповітряної суміші для надання їм під кінець потрібної швидкості витікання з сопел Застосування ж стисненого повітря вимагає використання компресорів Це обмежує сферу використання таких пальників через велику вартість компресорів, а також через витрати енергії цими компресорами під час експлуатації В основу винаходу покладено задачу вдосконалення газового пальника, в якому завдяки введенню окремих міскостей для газу та повітря, розподіленню останнього за допомогою додаткових отворів у решітці на первинний та вторинний, заглушенню занурених у трубчасті елементи КІНЦІВ газових соплових патрубків пластинами з отворами та виконанню трубчастих елементів із наконечниками, забезпечується змішування газу з первинним повітрям у декількох відносно невеликих за розмірами трубчастих елементах і подальше ефективне змішування газоповітряної суміші із вторинним повггрям, завдяки чому уможливлюється перемішування газу з будь-якою заданою КІЛЬКІСТЮ первинного повггря і зникає необхідність у стисненому компресорному повітрі, що уможливлює зменшення експлуатаційних витрат Поставлену задачу розв'язано у той спосіб, що у газовому пальнику, який містить кожух, поділений всередині поперечною перегородкою з отворами на розподільчу камеру з газовим патрубком і роздавальну камеру з повітряним патрубком, поперечну решггку з отворами, встановлену на виході з роздавальної камери, та роздавальну перегородку з отворами, розміщену за поперечною решіткою, а також наконечники для стабілізації горіння, до того ж поперечну решггку обладнано трубчастими елементами, одним кінцем жорстко закріпленими у и отворах, а іншим кінцем зануреними з утворенням кільцевих зазорів до отворів роздавальної перегородки, а поперечну перегородку обладнано сопловими патрубками, одним кінцем жорстко за 44924 отвори 17, у яких, врівень з перегододкою 16, закріпленими у її отворах, а ВІЛЬНІ КІНЦІ СОПЛОВИХ панурені ВІЛЬНІ КІНЦІ трубчастих елементів Из наконетрубків занурені з утворенням кільцевого зазору чниками 12 з утворенням кільцевих зазорів 18 для до закріплених КІНЦІВ трубчастих елементів, згідно пропускання вторинного повітря Вільний (незакріз винаходом, соплові патрубки заглушені з вільноплений) кінець кожного соплового патрубка 8 заго кінця пластинами з отворами, наконечники заглушено пластиною 19 з кількома отворами 20 і закріплено на вільних кінцях трубчастих елементів, а нурено у трубчастий елемент 11 (врівень з решггпоперечну решітку обладнано додатковими отвокою 9) з утворенням кільцевого зазору 21 рами для пропускання вторинного повітря Обладнання розподільчої камери газовим патГазовий пальник працює таким чином рубком, а роздавальної — повггряним дає змогу Газове паливо подають крізь патрубок 6 до організувати відокремлене подавання газу й повггрозподільчої камери 5 Звідси він розподіляється ря до кожуху пальника Таким чином, до патрубків по соплових патрубках 8 і потрапляє крізь отвори соплового апарату потрапляє тільки газ із газової 20 пластин 19 до трубчастого елементу 11 Тим камери, а до роздавальної камери —тільки повггчасом повітря крізь патрубок 15 потрапляє до розря від вентилятора Внаслідок того, -що кожний відавальної камери 14 Витікаючи з отворів 20, газ льний кінець патрубка соплового апарату, який заприскорює та інжектує деяку КІЛЬКІСТЬ повітря (пернурений у трубчастому елементі, заглушений плавинне повітря) з роздавальної камери 14 крізь кістиною з отворами, забезпечується прискорене льцевий зазор 21 до трубчастого елемента 11 витикіння газу з цих отворів Ці струмені газу приУсередині трубчастого елемента 11 газ змішується скорюють (інжектують) деяку КІЛЬКІСТЬ повітря (пез первинним повггрям Відтак утворена газоповггрвинного), що прямує з роздавальної камери до ряна суміш просувається далі і врешті решт вихотрубчастого елемента крізь кільцевий канал, утводить назовні крізь вільний кінець трубчастого елерений між патрубком соплового апарату та трубчамента 11 і наконечник 12 Тим часом повітря (втостим елементом Таким чином, змішування газу з ринне повітря), що лишилося у роздавальній камепервинним повггрям відбувається у декількох нері 14, крізь додаткові отвори 13 у решітці 9 прямує великих за розміром трубчастих елементах Обладо кільцевих зазорів 18 роздавальної перегородки днання решггки більшою КІЛЬКІСТЮ отворів, ніж є 16, звідки витікає назовні, змішується з газоповггтрубчастих елементів, дає змогу організувати проряною сумішшю і згоряє тікання частини повггря (вторинного) крізь ці додаОбладнання розподільчої камери 5 газовим б, ткові отвори та просування їх далі за ходом потоа роздавальної камери 14 повітряним 15 патрубкаку Врешті решт вторинне повітря витікає крізь кіми дає змогу подавати газ і повітря до ВІДПОВІДНИХ льцеві зазори, утворені вільними кінцями трубчаскамер окремо Як розподільча 5, так і роздавальна тих елементів (тими, які мають наконечники) і 14 камери мають відносно великі розміри для заотворами роздавальної перегородки, до яких їх безпечення рівномірного роздавання ВІДПОВІДНИХ введено Після ЦЬОГО вторинне повітря змішується ПОТОКІВ по призначених для них відводах (маються на увазі соплові патрубки 8 для газу, отвори 13 3 газоповітряною сумішшю, що витікає з наконечдля вторинного повітря та кільцеві зазори 21 для ника трубчастого елемента, та згоряє у ефективпервинного повітря) Але, оскільки камери 5 та 14 ному короткому факелі Обладнання вільного кінця відокремлені одна від одної перегородкою 4, унетрубчастого елемента наконечником запобігає як можливлюється вибухання в разі проскоку полум'я проскокові, так і відриванню полум'я від трубчасто(бо в камерах знаходяться тільки газ і тільки повггго елемента (тобто, стабілізує процес горіння) ря, які один без одного вибухнути не можуть) ОбНа фіг 1 наведено поздовжній розріз газового ладнання вільного кінця соплового патрубка 8 плапальника, на фіг 2 і фіг 3 — два місцеві перерізи стиною 19 з отворами 20 дає змогу організувати вузол І та вузол II швидкісне витікання газу, підсасування (інжекцію) Газовий пальник містить кожух 1, який складапервинного повггря крізь кільцевий зазор 21 до ється з бокових стінок 2 і торцевої стінки 3 Всеретрубчастого елементу 11 та інтенсивне змішувандині кожуха 1 розміщена поперечна перегородка 4, ня газу й повггря у цьому трубчастому елементі приєднана по периметру до бокових стінок 2 ПеТаким чином, газоповітряна суміш утворюється у регородка 4 разом з боковими стінками 2 та торценевеликих за розміром трубчастих елементах Навою стінкою 3 утворюють розподільчу камеру 5, до віть якщо відбудеться проскок полум'я до трубчасякої приєднано газовий патрубок 6 У перегородці того елементу, то внаслідок невеликих його розмі4 виконано отвори 7, у яких жорстко закріплені КІНрів станеться тільки мікроскопічний вибух (так зваЦІ соплових патрубків 8 За поперечною перегороний "хлопок"), який не спричинить пошкоджень падкою 4 до бокових стінок 2 кожуха 1 приєднано польника До того ж для зменшення імовірності такоперечну решітку 9 з отворами 10, у яких жорстко го проскоку вільний кінець трубчастого елементу закріплені КІНЦІ трубчастих елементів 11 До віль11 обладнано наконечником 12 Подавання втоних КІНЦІВ трубчастих елементів 11 жорстко приєдринного повітря до кореня факелу забезпечується нані наконечники 12 для стабілізації горіння Крім завдяки виконанню додаткових отворів 13 у решггтого, у решітці 9 виконано додаткові отвори 13 для ці 9 (тобто, отворів у решітці більше, ніж трубчаспропускання вторинного повітря Перегородка 4 тих елементів) разом з боковими сторонами 2 та решіткою 9 утворюють всередині кожуха 1 роздавальну камеру 14, ЕКОНОМІЧНІ та технічні переваги запропоновадо якої приєднано повітряний патрубок 15 За реного газового пальника полягають у тому, що пошіткою 9 розміщено поперечну роздавальну переєднання ознак, які заявлено, дає змогу забезпечигородку 16, приєднану по периметру до бокових ти а) підвищення безпечності експлуатації пристінок 2 У роздавальній перегородці 16 зроблено строю, внаслідок розділення газоповітряної суміші на невеликі за розмірами об'єми, б) інтенсифікацію теплової обробки пальником виробів, внаслідок В 44924 8 уможливлення створення газоповітряної суміші потрібного складу 7 повітря га зо по штр я на CVMIUi 1 „ 21] вторинне повітря Фіг. 2 Фіг. З ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна (044) 456 - 20 - 90