Газовая горелка инфракрасного излучения

 

Использование: в нагревательных устройствах инфракрасного излучения, использующих в качестве рабочего тела углеводородное газовое топливо. Сущность изобретения: газовая горелка содержит установленную в инжекционном диффузорном смесителе форсунку топлива и распределительную камеру с газопроницаемой панелью излучения, закрытую предохранительной металлической решеткой. Выход диффузора закрыт рассеивателем из стеклоткани, панель излучения выполнена многослойной из кремнийполимерного тканого каталитического материала, а предохранительная решетка представляет собой хромированную сетку. Технический результат заключается в повышении надежности при эксплуатации горелки. 2 ил.

Изобретение относится к нагревательным устройствам с температурными излучателями, нагреваемыми сжигаемой топливно-воздушной смесью в беспламенном режиме, и может быть использовано для обогрева бытовых, производственных зданий, и различных промышленных целей.

По итогам патентно-информационного поиска аналогов по технической сущности ближайшим является газовая горелка по RU, N 94021716, кл. F 23 D 14/16, 1996.

Известная газовая горелка инфракрасного излучения содержит установленную в инжекционном диффузорном смесителе форсунку углеводородного топлива (естественного или сжиженного газа) и распределительную камеру с газопроницаемой панелью излучения, закрытую предохранительной металлической решеткой, которая служит вторичным излучателем.

Панель инфракрасного излучения выполнена из керамических плиток, снабженных сквозными капиллярными отверстиями. Толщина панели, диаметр отверстий и площадь излучения оптимизированы для стабильного бесфакельного горения топлива внутри капилляров и равномерного канала керамической панели, материал которой имеет малый коэффициент термического расширения и низкий коэффициент теплопроводности.

Однако недостатком известного устройства является ограничение области использования в закрытых бытовых помещениях из-за неполного сгорания экономически вредных соединений и повышенного шума при резонансных явлениях гидродинамически многоструйного газового потока из сборной керамической панели.

Кроме того, эффективность горелки ограничена потерями на излучение панели внутрь диффузора, что не позволяет увеличить температуру излучателя во избежание проскока пламени в диффузор.

Керамическая панель трудоемка в изготовлении и хрупка в эксплуатации; растрескивается при попадании влаги на ее раскаленную поверхность и от механических воздействий, в частности при транспортировке.

Задачей, на решение которой направлено изобретение, является повышение функциональной надежности горелки и расширение технологических ее возможностей по эксплуатации, снижение трудоемкости при изготовлении.

Требуемый технический результат достигается тем, что в известной газовой горелке инфракрасного излучения, содержащей установленную в инжекционном диффузорном смесителе форсунку топлива и распределительную камеру с газопроницаемой панелью излучения, закрытую предохранительной металлической решеткой, согласно изобретению выход диффузора закрыт рассеивателем из стеклоткани, панель излучения выполнена многослойной из кремнийполимерного тканого каталитического материала, предохранительная решетка представляет собой хромированную сетку.

Отличительные признаки обеспечили повышенную теплоотдачу при бесшумной работе истечения рабочей газовоздушной смеси, в составе которой практически отсутствуют оксиды азота и угарный газ (CO).

Рассеиватель из стеклоткани на выходе диффузора повышает газодинамическое сопротивление и создает распределенный скоростной поток рабочей смеси к панели, а главное, служит отражающим экраном для излучения внутрь, что предотвращает проскоки пламени, позволяет повысить температуру панели и ее излучающую способность.

Выполнение панели многослойной из тканого материала создает при относительно меньшей толщине более равномерное распределение газового потока через лабиринтные капиллярные каналы, служит в качестве демпфера пульсаций и колебаний динамического процесса горения и истечения газов, гасящего звуковые шумы.

Каталитическая структурная составляющая материала панели способствует полному дожиганию продуктов топливной смеси, окисление которых в результате дает экологически безопасные вещества.

Изготовление панели из кремнийполимерного материала обеспечивает устойчивую работу в качестве инфракрасного излучателя и служит матрицей для распределения в объеме каталитического материала в связанном состоянии.

Панель проста в изготовлении, ремонтопригодна, стойка в эксплуатации, легко заменяются прослойки с необходимым составом катализатора.

Использование в качестве вторичного излучателя хромированной сетки позволяет создать дополнительную каталитическую поверхность экзотермического окисления вредных веществ и повысить стойкость предохранительной решетки.

На фиг. 1 изображен общий вид горелки; на фиг. 2 - вид А на фиг.1.

В корпусе 1 аксиально смонтированы газовая форсунка 2 и диффузорный смеситель 3 над ней, установленный с инжекционным зазором. Смеситель 3 примыкает к распределительной камере 4, выход которой закрыт рассеивателем 5 (фиг. 2) на стеклоткани. Над рассеивателем 5 смонтирована панель 6, выполненная из нескольких слоев тканого кремнийполимерного материала, содержащего активные элементы катализатора реакции окисления углеводородного топлива, в качестве которого используются окиси Co₃O₄, CuO, Cr₂O₃, Fe₂O₃, Al₂O₃; металлы VII группы периодической системы Д.И. Менделеева; соединения на основе Ti, Ni, такие как Ti - Al, Ni - Al, Ni - Cr, Ti - Si.

Топливо представляет собой углеводородные газы, природные или сжиженные, а окислитель - атмосферный воздух, эжектируемый в смеситель 3, где образуется топливная смесь.

Излучающая панель 6 механически фиксируется насадкой 7, закрытой хромированной сеткой 8.

Форсунка 2 посредством штуцера 9 подсоединена резинотканевым рукавом 10 через регулятор 11 давления РДСГИ-1,2 ГОСТ 21805 к газовому баллону 12 или к газопроводу низкого давления.

Устройство оснащено запорным краном 13 и поворотной рукояткой 14 для переноски.

Работает горелка следующим образом.

При открывании крана 13 газ от баллона 12 подается через рукав 10, штуцер 9 к форсунке 2 и далее в диффузор 3, где смешивается с инжектируемым атмосферным воздухом, заполняя камеру 4. Возрастающим давлением топливная смесь, разгоняясь, подается сквозь поры ткани рассеивателя 5 и панели 6 к сетке 8.

Горелка разжигается от любого источника огня и в начальный момент пламя находится на наружной поверхности металлической предохранительной сетки 8. По мере разогрева сетки 8 пламя перемещается в зазор между сеткой 8 и панелью 6. Через 3 - 4 мин материал панели 6 разогревается до рабочей температуры 8500 - 900^oC и пламя перемещается внутрь панели 6, где происходит режимное горение смеси.

Передача тепла осуществляется от панели 6 посредством конвекции (60%) и инфракрасного излучения (40%). Продукты реакции окисления в виде безопасных для живых организмов углекислого газа и паров воды выводятся в окружающую среду. Полнота сгорания топлива составляет 99,9%. В продуктах сгорания практически нет окиси углерода и оксидов азота. Горение происходит без внешних факелов и проскоков пламени при двухстороннем экранировании рассеивателем 5 и сеткой 8, которая разогревается в тепловых потоках и служит вторичным излучателем, на каталитическом хромовом покрытии которой осуществляется окончательное окисление остатков горючих продуктов смеси.

Материалы рассеивателя 5 и панели 8 при нагреве не выделяют канцерогенных веществ. В продуктах сгорания отсутствуют экологически вредные вещества, открытое пламя, что позволяет использовать горелку в бытовых и производственных помещениях для обогрева и сушки.

Формула изобретения

Газовая горелка инфракрасного излучения, содержащая установленную в инжекционном диффузорном смесителе форсунку топлива и распределительную камеру с газопроницаемой панелью излучения, закрытую предохранительной металлической решеткой, отличающаяся тем, что выход диффузора закрыт рассеивателем из стеклоткани, панель излучения выполнена многослойной из кремнийполимерного тканого каталитического материала, а предохранительная решетка представляет собой хромированную сетку.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2