Электрическая газово-жидкотопливная горелка

(51) 23 5/26 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к электрической газовой/жидко-топливной горелке, которая является усовершенствованным вариантом жидкотопливной горелки с электронным зажиганием,зарегистрированной в турецком патентном институте под номером 2007 01880, и во французском и немецком патентных ведомствах. Горелка предназначена для сжигания газа/жидкого топлива и обеспечения эффективного горения(73) ОЗТИРЯКИЛЕР МАДЕНИ ЕША САНАЙИ ВЕ ТИКАРЕТ АНОНИМ ШИРКЕТИ(74) Тагбергенова Модангуль Маруповна Тагбергенова Алма Таишевна Касабекова Найля Ертисовна Изобретение относится к электрической газовой/жидко-топливной горелке, которая является усовершенствованным вариантом жидкотопливной горелки с электронным зажиганием,зарегистрированной в турецком патентном институте под номером 2007 01880 , и во французском и немецком патентных ведомствах. Горелка предназначена для сжигания газа/жидкого топлива и обеспечения эффективного горения(синее пламя) распылением жидкого топлива. В усовершенствованном устройстве,в дополнение к осуществлению сжигания жидкого топлива, добавлены технические условия сжигания газа, отличающиеся от условий устройства,раскрытого в вышеуказанных документах на полезную модель. Процесс сжигания Выполнение сжигания жидкого топлива Топливо, поступающее из топливного бака, сжигают расщепленным на очень мелкие частицы сжатым воздухом из воздушного резервуара (4) и специально разработанной форсункой (20) без подвергания предварительному нагреванию. Этот процесс расщепления называется распылением. Распыление жидкого топлива выполняют внутри форсунки (20), где одновременно находятся воздух и топливо. Распыленная смесь топлива и воздуха начинает гореть синим пламенем без образования углеродных отложений (нагара) зажиганием запальными свечами(12). Устройство направляет факел пламени вертикально к поверхности земли, и таким образом пламя контактирует непосредственно с нагреваемой(обрабатываемой) поверхностью. Такое распыление выполняют в устройствах без подогрева для инициирования горения, и последующий процесс горения осуществляется эффективно. Известные классические устройства выполняют горение подачей струи воздуха в распыленное жидкое топливо. При подаче дизельного топлива в устройство,воздух, поступающий из воздушного резервуара (4) под давлением 6-7 бар, подается в топливный бак(13) после приведения его давления до уровня приблизительно 2,5-5 бар регулятором давления воздуха (6). Отрегулированный воздух приводится до уровня приблизительно в 2-3 бара во второй раз регулятором давления воздуха (17) форсунки, после чего его направляют в форсунку (20). На оба регулировочных штифта регуляторов насажены шестерни, которые снабжены цепью. Единственная кнопка регулировки мощности (7) выполняет уменьшение давления до требуемого уровня 2 разными регуляторами. Кнопка регулировки (7) управляет в первую очередь регулятором топливного бака. Вращение в регуляторе давления воздуха (6) топливного бака вращает регулятор (17) форсунки, которое уменьшается до определенной степени с помощью шестерни и цепи. В результате, несмотря на то, что воздух, подаваемый в топливный бак, находится под давлением в пределах 2,5-5 бар, воздух, 2 направляемый в форсунку (20) регулируется в пределах 2-3 бар. Печь работает при нажатии стартовой кнопки (1). Вначале подается немного воздуха в течение приблизительно 10 секунд. Затем включается датчик света и запальники (12) выполняют зажигание. Приблизительно спустя 10 секунд устройство наполняется, и распыленное жидкое топливо воспламеняется запальниками. Устройство поддерживает горение при остановке зажигания запальниками (12) датчиком света, который обнаруживает световое излучение. Если топливо не поступает в устройство через 25-26 секунд от начала подачи дизельного топлива, устройство закрывается автоматически. В случае гашения пламени, датчик пламени (10) приходит в действие и отключает схему. С помощью сжатого воздуха жидкое топливо,расщепленное на очень мелкие частицы в форсунке(20), проходит через трубу Вентури (22), и, после воспламенения запальником (12), направляется в жаровую трубу. Над фланцем (32) обнаружения пламени жаровой трубы, к которому прикреплена сваркой труба Вентури (22), выполнены несколько вентиляционных отверстий (32.1). Через эти отверстия(32.1) поступает снаружи дополнительный воздух. Поступающий воздух улучшает качество горения, предотвращает вакуум и охлаждает эту зону, поскольку температура в ней составляет приблизительно 1200 - 1400 С. С другой стороны электрические части, размещенные в этой зоне (датчик света, запальники), будут находиться под воздействием повышенной температуры и вызывать проблемы. Датчик света устанавливается в зоне, в которой имеет место воздушная циркуляция. Отверстия,выполненные в нижней части трубы Вентури (22),перекрывают, чтобы сделать датчик чувствительным к свету пламени. Другие отверстия выполнены крест-накрест с целью предотвращения попадания света на датчик и обеспечения полной темноты. Пламя в жаровой трубе имеет синий цвет и продвигается по трубе. Жаровая труба (23) имеет отражающую коническую часть (24) с верхней стороны. Пламя контактирует с большей поверхностью нагревания благодаря этой направляющей части. Жаровая труба (23) нагревается в результате прохождения огня. Это нагревание может нанести вред топливному баку и другим находящимся по соседству средствам. Для предотвращения их нагревания, с внешней стороны жаровой трубы имеется наружное покрытие (25), используемое в качестве второй стенки. В верхней части наружного покрытия жаровой трубы выполнены несколько отверстий (26), посредством которых вентилируется стенной промежуток. В процессе непрерывного горения количество жидкого топлива в устройстве уменьшается, и когда его уровень доходит до 0,6-0,7 литра, приходит в действие поплавок уровнемера (43) и автоматически закрывает устройство. Оставшиеся приблизительно 0,6-0,7 литра топлива в топливном баке (13) обеспечат надежные остановку и начало работы устройства. Опустошение бака (4) ведет к окончанию жидкого топлива в баке (форсунке, топливных трубах и т.д.). Полностью пустое устройство будет иметь неуравновешенное инициирование горения. При наличии топлива в устройстве на непрерывной основе, начало горения будет надлежащим. Кроме этого, поскольку некоторое количество дизельного топлива в пределах 0,6-0,7 литра останется в топливном баке, остаток со дна бака не поступит в устройство. Оставшееся дизельное топливо в топливном баке (13) будет слито через отверстие для подачи топлива. Когда давление воздуха становится менее 2 бар,печь автоматически закрывается. В форсунке (20) имеется сопло (20.7), которое регулирует количество топлива. Работа устройства на жидком топливе Переключатель (52) выбора работы на жидком топливе или газе переключают в положение жидкое топливо. После нажатия стартовой кнопки (1) приходит в действие блок управления (3) устройства. Блок управления (3) устройства приводит в действие соленоидный клапан (8),который подает сжатый до 2,5-5 бар воздух,регулируемый кнопкой регулирования мощности (7) через регулятор 1 (6) после поступления из воздушного резервуара (4) и прохождения через запорный клапан (5). В этом месте находится моностат (9), который контролирует давление притока воздуха (минимум 2 бара) из воздушного резервуара (4). Включением всего блока управления(3), датчика пламени (10) и трансформатора воспламенения (11) устройства горелки с одновременным зажиганием запальниками (12) инициируется процесс горения. Тем временем воздух, поступающий через воздушный клапан (8) из воздушного резервуара,проходит в топливный бак (13). Воздух в топливном баке вынуждает имеющееся в баке (13) топливо проходить через топливный фильтр (14), после чего он поступает на соленоидный клапан, которым поставляется в топливо. В то же самое время воздух при давлении 2-3 бара проходит через регулятор 2(17) и регулируется цепью (16) на установочном механизме, и шестерни регулятора 2 (17) приводят в действие клапан (18) форсунки. Через 10 секунд по завершении процесса предварительной очистки блок управления (3) устройства приводит в действие топливный клапан (15). Сжатое топливо из топливного клапана (15) направляется в форсунку через трубу (19) переноса топлива. Сжатое топливо вынуждено пройти через сопло. Следовательно, давление жидкого топлива,прошедшего через сопло (20.7), падает, и оно свободно течет в форсунку (20). Топливо,поступающее форсунку (20), расщепляется на очень мелкие частицы (распыляется) сжатым воздухом при давлении 2-3 бара и проходит через трубу Вентури (22) для зажигания запальниками (12). Возникшее пламя направляют на поверхность нагревания через жаровую трубу (23). Жаровая труба (23) имеет распределитель пламени вогнутой конструкции в верхней части. Распределитель пламени(24) размещается на подставке распределителя пламени. Во время работы горелки, с внешней стороны жаровой трубы (23) размещают наружное покрытие(25) для минимизирования теплового излучения. Наружное покрытие (25) жаровой трубы имеет отверстия (26) в ее верхней части для обеспечения вентиляции воздухом. Группа горения Форсунка (20) прикрепляется к фланцу (29) муфты сцепления винтами, что связывает фланец(28) муфты сцепления датчика пламени с фланцем(29) муфты сцепления форсунки запальник (12) с фланцем (31) муфты сцепления запальника фланец(31) муфты сцепления запальника с фланцем (28) муфты сцепления датчика пламени, и фланец (32),соединяющий жаровую трубу с фланцем (31) муфты сцепления запальника. На жаровую трубу,соединяющую фланец (32), приваривают трубу Вентури (22). Все фланцы (28, 29, 31, 32) муфт сцепления имеют отверстия для циркуляции воздуха (28.1,29.1, 31.1, 32.1). Отверстия (28.2, 31.2, 32.2) запальника и отверстия (28.3, 31.3, 32.3) датчика пламени (10) выполнены к фланцу (29) муфты сцепления форсунки, фланцу (28) муфты сцепления датчика пламени, фланцу (31) муфты сцепления запальника и фланцу (32), соединяющему жаровую трубу. Отверстия (28.3, 31.3, 32.3) датчика пламени выполнены в направлении отверстий (28.2) запальника. Вентиляционные отверстия выполнены поперек с целью нахождения датчика пламени (10) в темноте. Жаровая труба (23) жестко прикреплена к фланцу (32), соединяющему жаровую трубу. Наружное покрытие(25) жаровой трубы прикреплено винтами к фланцу (32), соединяющему жаровую трубу. Часть распределителя пламени (24) размещена в жаровой трубе (23) на подставке распределителя пламени. Механизм регулировки воздуха В устройстве необходимо, чтобы воздух был сжат до 2 разных значений давления. Воздух,выходящий из воздушного резервуара (4) при 6-7 барах, устанавливается на уровне 2,5-5 бар регулятором 1 (6). Давление воздух в 2,5-5 бар повторно снижается до 2-3 бар регулировкой его давления регулятором 2 (17). Этот процесс выполняется единственным переключателем управления мощностью (7). Группа из цепи (16) и шестерни (41) вызывает вращение регулятора 2(17). На установочной части (37) регулятора имеются штырь установки максимума (39) и штырь установки минимума (33) для регулировки обоих регуляторов давления на минимальных и максимальных уровнях. Вращение штырей выполняется по часовой и против часовой стрелки к части ограничителя (40) на панели установок максимума и минимума. Воздушный регулятор (6) топливного бака и регулятор (17) давления воздуха форсунки 3 установлены на панели (42). Фланец (34) муфты сцепления регулятора зафиксирован шпилькой (35) регулятора. На регуляторах установлены шестерни(41). Цепь (16) взаимодействует с шестернями (41). Часть управления мощностью регулятора закреплена на регуляторе (6) давления воздуха топливного бака. На части управления (37) регулятора имеется штырь (36) переключателя управления мощностью. При переключении кнопки обоих регуляторов инициируются в одном направлении, а давление воздуха регулируется отдельно. Поплавковый уровнемер топливного бака В топливном баке (13) имеется поплавковый уровнемер(43). Поплавковый уровнемер автоматически закрывает устройство в случае уменьшения количества топлива до 0,6-0,7 литра. Предлагаемое на рассмотрение устройство Работа устройства при использовании газообразного топлива Переключатель (52) выбора работы на жидком топливе или газе переключают в положение газообразного топлива. В устройстве имеется газовый регулирующий клапан (59) для сжигания газа контролируемым способом, регулирующий расход газа клапан (58), переключатель (53) для установки скорости подачи газа и газовый впускной канал (54) для газового впускного узла (муфты). Газ в устройстве проходит в воздушную трубу (33) с Т-образным кронштейном (56) через газовую наружную трубу (55) после прохождения через клапаны (59-58). Позади газового трубопровода над воздушной трубой (33) размещается запорный клапан (57) для предотвращения протекания газа в воздушный резервуар (4) и далее в топливный бак (13). Газ проходит в газовое сопло (20.13) через воздушную трубу (33), После нажатия стартовой кнопки (1) устройство приводит в действие блок управления(3). Включением всего блока управления (3),датчика пламени(10) и трансформатора воспламенения (11) устройства горелки и зажиганием запальниками (12) инициируется процесс горения. Газ из форсунки горит зажиганием запальниками. Усовершенствования форсунки Форсунка представляет собой элемент устройства, в котором топливо расщепляется на очень мелкие частицы сжатым воздухом. Форсунка (20) состоит из двух основных частей,нижний корпус (20.1) и верхний корпус (20.2). В нижнем корпусе (20.1) имеется воздушно/газовый впускной канал (20.5), воздушно/газовая наружная труба (20.8) и воздушно/газовый выпускной канал(20.15). Воздушно/газовый выпускной канал имеет диаметр меньше диаметра воздушной наружной трубы (20.8) для обеспечения более высокой скорости потока воздуха и газа. В нижнем корпусе форсунки имеется жидкотопливный впускной канал (20.6), жидко-топливная наружная труба (20.9) и жидко-топливный выпускной канал (20.11). Верхняя часть нижнего корпуса форсунки образует газовое сопло (20.13). 4 По газовому соплу (20.13) выполнена наружная винтовая резьба для установки верхнего корпуса(20.2) форсунки. Вокруг газового сопла (20.13) имеются кольцевые (20.3 -20.4) каналы, и в этих каналах размещаются уплотнительные кольца(сальники) (20.3 - 20.4). Между кольцевыми каналами находится топливное отверстие (20.12). На верхнем корпусе(20.2) форсунки имеется топливный канал (20.14) диаметром, соответствующим диаметру топливного канала нижнего корпуса, и также имеется сопло(20.7) в голове этого канала. С внутренней стороны верхнего корпуса (20.2) выполнены винтовая резьба и отверстие для установки газового сопла (20.13). При установке верхнего корпуса (20.2) на нижнем корпусе (20.1) появляется область, образующая топливный канал(20.10) между газовым соплом (20.13) и верхним корпусом. Топливо, проходящее через сопло (20.7),переносится к топливной наружной трубе. В верхней части верхнего корпуса (20.2) форсунки выполнено отверстие (20.11) для выпускного канала воздуха/газа и жидкого топлива. Жидкое топливо и воздух/газ выходят через это отверстие с высокой скоростью. Описание фигур Фигура 1 - объемное изображение печи Фигура 2- внутренний вид печи спереди Фигура 3 внутренний вид печи сзади Фигура 4 - приборная доска, конкретизирующая внутренний вид Фигура 5 - изображение ограничителя максимум-минимум устанавливающего штыря регулятора Фигура 6 - общий вид механизма (регулятора),регулирующего давление воздуха Фигура 7 объмное изображение с пространственным разделением деталей механизма, регулирующего давление воздуха Фигура 8 - объмное изображение группы горения Фигура 9 - вид в разрезе группы горения Фигура 10 - объмное изображение с пространственным разделением деталей группы горения Фигура 11 - изображения фланцев Фигура 12 - объмное изображение форсунки Фигура 13 - объмное изображение с пространственным разделением деталей форсунки Фигура 14 - вид форсунки в разрезе Фигура 15 сечение А форсунки Фигура 16 - блок-схема Элементы, обозначенные на фигурах 1) Кнопка старта-остановки 2) Электрический терминал 3) Блок управления устройства 4) Воздушный резервуар 5) Запорный клапан 6) Регулятор 1 (регулятор давления воздуха топливного бака) 7) Кнопка регулировки мощности 8) Воздушный клапан топливного бака 9) Моностат 10) Датчик пламени 11) Трансформатор воспламенения 12) Запальник зажигания 13) Топливный бак 14) Топливный фильтр 15) Топливный клапан 16) Цепь 17) Регулятор 2 (регулятор давления воздуха форсунки) 18) Воздушный клапан форсунки 19) Топливная труба 20) Форсунка 20.1) Нижний корпус форсунки 20.2) Верхний корпус форсунки 20.3) Кольцевой канал с уплотнительным кольцом 20.4) Кольцевой канал с уплотнительным кольцом 20.5) Воздушный впускной канал 20.6) Топливный впускной канал(20.14) Топливный канал верхнего корпуса форсунки(25) Наружное покрытие жаровой трубы(26) Вентиляционные отверстия наружного покрытия жаровой трубы(28) Фланец муфты сцепления датчика пламени(29) Фланец муфты сцепления форсунки(31) Фланец муфты сцепления запальника(34) Пластина фланца выпускного регулятора(35) Шпилька для установки регулятора(36) Штырь переключателя управления мощностью(52) Переключатель выбора жидкого топлива или газа(53) Переключатель, устанавливающий скорость подачи газа(58) Клапан регулировки расхода газа Газовый регулирующий клапан ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 1. Горелка с электронным управлением,отличающаяся тем, что предназначена для сжигания газа и жидкого топлива, снабжена форсункой,состоящей из нижнего корпуса (20.1) и верхнего корпуса (20.2), для обеспечения эффективного горения, причем нижний корпус (20.1) форсунки имеет воздушно-газовый впускной канал (20.5),воздушно-газовую наружную трубу и воздушногазовый выпускной канал (20.15) с диаметром меньше диаметра воздушно-газовой наружной трубы (20.8) для обеспечения более высокой скорости потока воздуха и газа и топливный впускной канал (20.6), топливную наружную трубу(20.9) и топливный выпускной канал (отверстие)(20.12), и верхний корпус (20.2) форсунки имеет топливный канал (20.14), который имеет диаметр,соответствующий диаметру топливного канала нижнего корпуса, и сопло (20.7) в верхней части этого канала. 2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что верхняя часть нижнего корпуса (20.1) форсунки образует газовое сопло (20.13). 3. Горелка по п.2, отличающаяся тем, что газовое сопло (20.13) имеет наружную винтовую резьбу для установки верхнего корпуса (20.2) форсунки. 4. Горелка по п.2, отличающаяся тем, что вокруг газового сопла (20.13) проходят кольцевые(20.3 - 20.4) каналы, в которые помещены уплотнительные кольца, и между кольцевыми каналами находится отверстие для жидкого топлива(20.12). 5. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что верхний корпус (20.2) форсунки имеет отверстие и винтовую резьбу на внутренней стороне для установки газового сопла нижнего корпуса (20.1). 6. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что верхний корпус(20.2) форсунки имеет пространство, образующее топливный канал (20.10) между газовым соплом (20.13) и верхним корпусом 5 при установке верхнего корпуса (20.2) на нижнем корпусе (20.1). 7. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что в верхнем корпусе (20.2) форсунки топливо проходит через сопло (20.7) и далее в топливный наружный канал. 8. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что верхний корпус (20.2) форсунки имеет отверстие(20.11) для распыления топлива и воздуха/газа под высоким давлением. 9. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что переключение переключателя (52) на устройстве позволяет выбрать топливо и газ для работы горелки с использованием газа. 10. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что имеет газовый регулирующий клапан (59), клапан,регулирующий скорость потока газа, (58) и переключатель (53) установки скорости подачи газа,и газовый впускной канал (54) для газовой впускной муфты сцепления для управления горением во время работы горелки. 11. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что подаваемый в устройство газ проходит через клапаны (59-58) и газовую наружную трубу (55) в воздушную трубу, при размещении запорного клапана (57) позади газового узла над воздушной трубой (33) с Т-образным кронштейном (56) для предотвращения перетока газа в воздушный резервуар, (4) и далее в топливный бак (13) для работы устройства. 12. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что имеет стартовую кнопку (1), приводимую в действие газовым соплом (20.13), к которому газ проходит по воздушной трубе (33), и блоком управления (3) устройства. 13. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что имеет датчик пламени (10) и трансформатор воспламенения (11), приспособленный блоком управления зажигания горелки для начала процесса воспламенения запальниками (12), и горение газа из форсунки инициируется запальниками.