Регулятор повітря для камери згоряння

1. Регулятор повітря для топки, призначений для контролю горіння, який має порожнистий корпус, що має вхідний і вихідний отвори і формує канал для потоку повітря через зазначений корпус, причому зазначений вихідний отвір сполучений зі вхідним отвором до топки, диск, який розміщений всередині корпусу і здатний переміщуватись уздовж першого опорного стрижня, прикріпленого до корпусу, причому цей диск виконаний з можливістю забезпечення опору зазначеному потоку повітря, причому зазначений корпус має внутрішню поверхню, виконану з можливістю формування із зазначеного потоку повітря повітряних струмин, коли повітря затягується через корпус і проходить навколо зазначеного диска, при цьому нижня частина зазначеної внутрішньої поверхні має отвір, більший за окружність зазначеного диска, цей отвір утворює множину розташованих з інтервалами по периферії дугоподібних заглиблень і гребінчастих зон, причому отвір веде до камери, що має форму трубки Вентурі зі скошеними стінками, а зазначена внутрішня поверхня має повітряні канали різних розмірів, коли зазначений диск переміщується вздовж першого опорного стрижня, і який, крім того, має верхній і нижній стопорні елементи для обмеження максимального переміщення диска, завдяки чому, коли повітря не переміщу 2 (19) 1 3 Винахід стосується регулятору повітря для топки, печі, бойлеру або подібних пристроїв. Робота топок взагалі потребує впуску повітря, яке подається до топки. Прикладами топок є, але цим не обмежуються, печі, бойлери або подібні пристрої. Топки можуть бути введені у колекторну систему, яка має мережу труб, які мають вхідні труби для повітря, спроможні втягувати повітря або зменшувати його потік в залежності від процесу горіння під час роботи. Наявність повітря є вирішальним у процесі горіння і впливає на рівень горіння і теплову продуктивність. Існуючі засоби регулювання повітря включають колектори або трубчасті системи з декількома отворами. Деякі колектори можуть мати кінці, що закриваються, з рухомим вентиляційними кришками. Ці типи систем звичайно регулюються вручну в залежності від зміни умов, пов'язаних з будь-якими змінами у зовнішньому середовищі, наприклад, із змінами температури і вітру. В таких системах часто виникають проблеми, коли полум'я потребує повітря або, навпаки, коли є занадто багато повітря, то це може спричинити дуже швидко горіти полум'я і при цьому витрату більшої кількості пального, ніж потрібно. Метою винаходу є створення регулятора повітря, який має помірну вартість виробництва, автоматичну або саморегулюючу роботу, просту настройку, небагато рухомих частин. Додатковою метою винаходу є створення регулятора повітря, який можна пристосувати до існуючих топок і комбінувати з новими топками. Ще додатковою метою винаходу є створення регулятора повітря, який має компактну конструкцію, яка може пристосуватися до більшості ситуацій і яку можна пристосувати до змін розмірів топок, довжини димоходу, типів палива, способів підтримки горіння, початку і підтримки горіння при збагаченому паливі. Ще додатковою метою винаходу є створення регулятора повітря, який забезпечує горіння при збіднілому паливі. Ще додатковою метою винаходу є створення регулятора повітря, який можна регулювати вручну і є надійним в роботі. Ще додатковою метою винаходу є створення регулятора повітря, який може витримувати великі і невеликі вітри і вітрові удари. Ще додатковою метою винаходу є створення регулятора повітря, який забезпечує безпечну роботу і підвищену ефективність палива. Ще додатковою метою винаходу є створення регулятора повітря, який має зменшені пікові температури і кількість продуктів згорання. Ще додатковою метою винаходу є створення регулятора повітря, який встановлений з можливістю заміни. Ще додатковою метою винаходу є створення регулятора повітря, який має меншу імовірність раптового припливу екстремального тепла. Ще додатковою метою винаходу є створення регулятора повітря, який спроможний обмежити поширення вогню у димоході шляхом обмеження наявності повітря під час горіння. Ще додатковою метою винаходу є створення регулятора повітря, який дозволяє розпалювання в холодних умовах. Винахід взагалі може бути описаний як регулятор повітря, який має корпус, переважно цилін 96791 4 дричний із зовні, який може прикріплятися до входу повітря топки, печі, бойлера або подібного пристрою. Крім того, корпус має рухомий диск, який має конструкцію, яка забезпечує ковзне переміщення вздовж першого опорного стрижня в одному напрямку при вході повітря і в протилежному напрямку під дією гравітації, внаслідок чого регулюючі розмір проходу для вхідного повітря так, що ефективність горіння топки покращується. Переважно, перший опорний стрижень встановлений з можливістю спирання на поперечину, змонтовану по діаметру корпусу регулятора. Переважно, другий опорний стрижень встановлений з можливістю спирання на поперечину і на ньому змонтований верхній стопорний елемент для диска. Переважно, верхній стопорний елемент для диска має отвір для ковзного проходження крізь нього першого опорного стрижня і слугує для запобігання при роботі переміщення диска занадто догори. Переважно, перший опорний стрижень має нижній стопорний елемент для диска, який слугує для запобігання при роботі переміщення диска занадто донизу. У переважному втіленні корпус має внутрішній отвір, який має декілька аркоподібних западин і зубоподібних країв. Отвір веде до дифузорної камери у формі, подібній до трубки Вентурі, яка має конусоподібні стінки. Потік повітря, який входить у отвір, формує декілька повітряних стовпів, так як він контактує з декількома аркоподібними западинами. Кількість повітряних стовпів залежить від кількості аркоподібних западин. У переважному втіленні диск має декілька отворів для проходження повітря крізь нього. Переважно, регулятор встановлений з можливістю сполучення з камерою згорання. Коли полум'я затягує достатньо повітря, повітряний потік буде підіймати диск над нижнім стопорним елементом і переміщати його у дифузорну камеру. Верхній стопорний елемент, який можна регулювати вертикальним переміщенням другого опорного стрижня, обмежує вертикальне переміщення диску догори. Декілька повітряних стовпів у дифузорній камері утримують диск у сталому положенні. Вага диску під дією гравітації призводить до переміщення донизу, притискаючи потік повітря до конусоподібних боків дифузорної камери і звужуючи прохід для потоку повітря. Таке переміщення поступово зменшує масу повітря, яке затягується у камеру згорання або топку, і дозволяє диску продовжувати поступове зниження в напрямку нижньої частини дифузорної камери. Як тільки диск знаходиться у нижній частині дифузорної камери, повітря тече навколо диску, крізь отвір між периметром овалоїду і диском. На цій стадії диск більше не підтримується стовпами повітря і знижується у положення вільного спирання на нижній стопорний елемент. В результаті цього має місце слабке горіння, при якому або вогонь гасне, або має місце підтримка вогню повторенням вище зазначеного циклу. Короткий опис креслень 5 Фіг.1 - вигляд поперечного перерізу регулятора повітря. Фіг.2 - передній вигляд регулятора повітря. Фіг.3 - вигляд зверху типової компоновки колектора топки з регулятором повітря, встановленим на ньому. Фіг.4 - вигляд збоку тої самої компоновки, що на Фіг.3. Фіг.5 - вигляд з другого збоку тої самої компоновки, що на Фіг.3. Фіг.6 - перспективний вигляд вхідного кінця регулятором повітря. Фіг.7 - графіки, який показує ефективність топки з регулятором повітря у порівнянні з топкою без такого регулятора. Наступний опис буде стосуватися переважних втілень винаходу. Винахід не обмежується цими переважними втіленнями. Можливі очевидні варіанти і модифікації, які не виходять за межі винаходу. Регулятор 1 повітря (Фіг.1) має корпус 4, який переважно має по суті циліндричну зовнішню форму, довжину 5, змінний внутрішній і зовнішній діаметри 12 і 13, кінець 6, який неможна кріпити, кінець 7 для кріплення. Кінець 7 має внутрішню різьбу 8 для кріплення регулятора до колектора 2 топки або подібного пристрою (див. Фіг.3-5). Можливі інші еквівалентні засоби приєднання регулятора, наприклад (але не обмежуються ними) запресовка або зовнішня різьба. Вхідне повітря входить у корпус 4 крізь кінець 6, протікає крізь корпус і виходить з кінця 7 для кріплення. Корпус 4 має зовнішні стінки, які визначають зовнішню стінову поверхню 9, і внутрішні стінки, які визначають внутрішню стінову поверхню 10. Зовнішня поверхня 9 і внутрішня поверхня 10, крім того, визначають змінну товщину стінки, яка має внутрішній діаметр 12 і зовнішній діаметр 13, який змінюється по довжині 5. В цьому втіленні уступ 14 зовнішньої стінки має форму сходинки для полегшення кріплення, з можливістю відкріплення, регулятора до будь-якого зовнішнього пристрою, наприклад, колектора 2. Зовнішні стінки можуть мати форму і розміри за бажанням. Кінець 6, що не прикріплюється, має передній зовнішній кутовий край 15 і внутрішній кутовий край 16. Внутрішня стінова поверхня 10 може бути подібна по формі зовнішній стіновій поверхні 9, або не подібна. Внутрішня поверхня 10 (Фіг.1) визначає внутрішню конфігурацію, яка має нижню першу частину 20, яка проходить догори до другої частини 21, третю частину 22 над другою частиною, і найвищу четверту частину 23. У переважному втіленні, внутрішня поверхня 10 має ступінчасту форму, яка включає конічну і кутову або криволінійну частини, які формують дифузорну камеру. Четверта частина 23 (Фіг.1) має по суті паралельні внутрішню і зовнішню стінки з внутрішньо різьбою 8, для з'єднання з трубою, колектором 2, або з будь-яким подібним засобом для приймання повітря, який може бути приєднаний до топки. Перша частина 20 (Фіг.1) поступово звужується всередину перед тим як увійти у дифузорну камеру, сформовану верхніми частинами корпусу 4. Дифузорна камера включає горлову секцію над 96791 6 периферійною лінією 25. Внутрішня поверхня 24, розміщена всередині другої частини 21, не утворює загальну єдину кривину, а має серію внутрішньо з'єднаних різні вигинів, утворених з різними діаметрами. Перша частина 20, яка розміщена на вхідній або фронтальній поверхні корпусу 4 регулятора може бути утворена у вигляді плоских уклонів або, у переважному втіленні на Фіг.2, може складатися з декількох внутрішньо з'єднаних криволінійних уклонів з різними діаметрами нахилу, які є трьома напівдіаметрами, розміщеними рівновіддалене навколо внутрішнього краю корпусу 4 регулятора. Напівдіаметри сходяться під кутом всередину і в напрямку центру корпусу. Хоча на Фіг.2 показані три напівдіаметри, кількість їх може бути більше або менше, ніж три. Регулятор 1 має опорну поперечину 30, яка простягнена по діаметру корпусу 4 і розміщена біля кінця 7 для кріплення корпусу 4. Опорна поперечина 30 має кінці 31 і 32, які спираються на товщину стінок на кінцях 31 і 32. Опорна поперечина 30 може бути закріплена з можливістю знімання і прикріплена з можливістю регулювання першим засобом 34 кріплення, наприклад, за допомогою різьбових засобів або замкнених на місті гвинтовим фіксуючим засобом або іншими еквівалентними засобами, які можуть бути доступними з уступу 14. Опорна поперечина 30 розміщена у третій частині 22. Вона може бути регульованою поворотно по дузі і у повздовжньому напрямку. Крім того, опорна поперечина 30 має порожнистий або цілісний поперечний переріз, який має визначену товщину, діаметр і форму, яка може бути круглою або квадратною. Крім того, опорна поперечина 30 має два рознесені на певну відстань один від одного отвори 35 і 36. Отвори 35 і 36 мають такі розміри, що дозволяють проходження в них першого і другого опорних стрижнів 40 і 41 так, що стрижні 40 і 41 орієнтовані по суті паралельно по довжині 5 корпусу і один одному. Перший опорний стрижень 40 діє, як направляюча для переміщення диску 43, і додатково має нижній стопорний елемент 42 для диску. Диск 43 має центральний отвір і розміщений навколо першого опорного стрижня 40 і є вертикально переміщуваним вздовж нього. Нижній стопорний елемент 42 розміщений біля кінця 6, що не прикріплюється. Перший опорний стрижень 40 підтримується, з можливістю регулювання і ковзання, біля кінця 7 корпусу. Переважно, опорна поперечина 30 додатково має другий фіксуючий елемент 37 для кріплення першого опорного стрижня 40. Другий фіксуючий елемент 37 переважно має направляючий палець і замковий гвинт, які простягнені всередині опорної поперечини 30 і впираються у бік першого опорного стрижня 40. Направляючий палець і замковий гвинт можуть бути загвинчені або розгвинчені, щоб дозволити першому опорному стрижню 40 бути переміщеним догори і донизу. Перший опорний стрижень 40 розміщений по центру корпусу 4 Стрижень 40 може бути змонтований і розміщений так, що він, за бажанням, може бути відрегульований збоку і поворотно. 7 Опорна поперечина 30 крім того має третій фіксуючий елемент 38 для фіксації другого опорного стрижня 41. Третій фіксуючий елемент 38 переважно має направляючий палець і замковий гвинт, які розміщені всередині по довжині опорної поперечини 30. Один кінець третього фіксуючого елемента 38 впирається у другий опорний стрижень 41, а другий кінець цього елемента контактує і співпадає з зовнішньою стіновою поверхнею 9, щоб дозволити регулювання за бажанням третього фіксуючого елемента. Другий опорний стрижень 41 забезпечує фіксовану опору для верхнього стопорного елемента 45. Цей елемент 45 переважно має перший отвір 46, щоб дозволити першому опорному стрижню ковзати крізь нього. Другий опорний стрижень 41 може бути, за бажанням, незалежно відрегульований для розміщення верхнього дискового стопорного елемента 45. Коли перший стопорний стрижень 40 переміщують догори, диск 43 в кінці кінців приходить у контакт з верхнім дисковим стопорним елементом 45 і обмежується у будь-якому додатковому переміщенні догори. Як показано на Фіг.2, диск 43 має щонайменше один отвір 47 і діаметр, який менше ніж основний внутрішній діаметр корпусу 4, так що диск 43 може ковзно переміщатися догори і/або донизу по першому опорному стрижню 40 між верхнім і нижнім опорними елементами 45 і 42, таким чином за бажанням дроселюючи повітряний потік. Переважно, верхній стопорний елемент 45 покриває будь-який отвір (отвори) у диску 3. Переважно, диск 43 крім того має центральне розташований отвір 48. Отвір 48 дозволяє диску 43 ковзне сполучення з першим опорним стрижнем 40. Диск 43 може бути виготовлений спеціальних розмірів і з відповідного матеріалу у відповідності до бажаних експлуатаційних потреб. Перша частина 20 (Фіг.2) має декілька аркоподібних западин 49, отворів 50 і декілька зубоподібних країв 51. У переважному втіленні є три аркоподібні западини 49 і три зубоподібні краї 51, розміщені рівномірно по краю 16 овалоїдного отвору 50. Коли повітря проходить у отвір 50 формуються три повітряні стовпи, так як повітряний потік контактує з аркоподібними западинами 49. Можлива різна кількість аркоподібних западин і зубоподібних країв. Кількість сформованих повітряних стовпів залежить від кількості аркоподібних западин. Регулятор 1 може бути з'єднаний з існуючою топкою. Як показано на Фіг.3-5, регулятор 1 може бути пристосований до існуючої топки шляхом свердлення або пробивання отвору з тильного боку топки. Колектор 2 може бути у вигляді Тподібної секції із закритими кінцями 53, вимірними вентиляційними отворами 54 і коліна для приєднання регулятора 1, яке може змінюватися в залежності від розміру регулятора і топки Вимірні вентиляційні отвори 54 також можуть мати розміри в залежності від їх сумісності з регулятором 1. Підігнаний регулятор 1 не буде впливати на роботу будь-яких регулюючих вентиляційних отворів в існуючій топці. 96791 8 Регулятор 1 автоматично регулює і обмежує кількість повітря, яке проходить у закриту топку, камеру згорання, піч або подібний пристрій, що в свою чергу впливає на теплову продуктивність. Рухомий диск 43 регулює потік повітря шляхом ковзного переміщення догори і донизу по першому опорному стрижню 40 між нижнім і верхнім стопорними елементами 42 і 45. Регулятор 1 знаходиться у відкритому положенні, коли диск 43 вільно лежить на нижньому стопорному елементі 42. Коли диск 43 вільно лежить у цьому відкритому положенні, то повітря вільно входить у корпус 4. Коли полум'я займається, затягуване повітря обтікає диск 43, проходить крізь першу частину 20 і формує декілька повітряних стовпів в результаті контактування з декількома аркоподібними западинами і зубоподібними краями, які є у першій частині 20. Коли полум'я затягує достатньо повітря, диск 43 буде підійматися, проходячи крізь отвір 50 у дифузорну камеру, сформовану другою і третьою частинами 21 і 23. Верхній стопорний елемент 45 для диска, який переважно можна регулювати по вертикалі з допомогою другого опорного стрижня 41, обмежує максимальний потік повітря. Диск 43 стійко утримується в результаті дії декількох повітряних стовпів. Далі, сила гравітації забезпечує дію ваги диску 43 для направлення повітряного потоку на конусоподібні боки дифузорної камери, поступово зменшуючи масу і швидкість повітря, яке затягується у камеру згорання топки. Потім диск 43 буде повільно знижуватися до отвору 50, в місті якого повітря починає обходити диск 43 крізь декілька отворів між отвором 50 і диском 43. На цій стадії диск більше не може підтримуватися стовпами повітря і він опускається у положення вільного лежання. В результаті цього має місце слабке горіння, при якому або вогонь гасне, або має місце підтримка вогню повторенням вище зазначеного циклу. На Фіг.7 показане графічне порівняння температури (град Цельсія - вісь Y) в часі (вісь X) з 30 хвилинними інтервалами, яку заміряли на задньому боці топки на: (1) не модифікованій топці, (2) закритій топці з регулятором, де вхідні отвори для повітря закриті і знята труба для повітря і (3) закритій топці з регулятором, де вхідні отвори для повітря закриті і знята труба для повітря. Різниця піків температур між (1) і (2) топками складає 100 °C. Після трьох годин різниця між топками (1) і (2) показала, що регулятор дає значні переваги. У точці п'яти годин не модифікована топка (1) погасла, а модифікована топка (2) все ще продовжувала горіти при температурі 150 °C. У точці п'яти годин у модифікованій топці (2) зберігається більш високий рівень ефективності, ніж у варіанті (1) приблизно на 50 %. Тому регулятор є значно ефективнішим по тепловій потужності у часі шляхом, підтримуючи теплову потужність протягом більш довгого періоду і зменшуючи пікові температури. Зрозуміло, що в даному описі наведений приклад реалізація винаходу і що та або інша модифікації і варіанти є очевидними для фахівця в цій галузі і можливі в межах границь цього винаходу. 9 96791 10 11 96791 12 13 Комп’ютерна верстка А. Рябко 96791 Підписне 14 Тираж 23 прим. 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