Блочное горелочное устройство

 

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в системах отопительных котлов (малой и средней мощности) и в других топливосжигающих установках, работающих на жидком или газообразном топливе, а также в качестве автономного переносного горелочного средства. Изобретение решает задачу создания надежной горелки, имеющей возможность работы попеременно на различных видах топлива (жидком и газовом) за счет модульного ее построения с возможностью сменной перестановки съемных ее узлов. Блочное горелочное устройство состоит из снабженного двигателем вентиляторного улиточного корпуса, соединенного с основанием и имеющего штуцеры со съемными заглушками. Основание выполнено с возможностью установки сменных схемных труб или съемных сменных узлов для регулируемой подачи соответственно жидкого или газового топлива. Узел регулируемой подачи жидкого топлива включает смонтированное на съемном корпусе топливораздающее средство в виде форсунки с электродами для поджига топлива, топливопровод, соединенный с топливным насосом, установленным на валу двигателя через съемную переходную (разборную) муфту. Узел регулируемой подачи газового топлива включает смонтированное на съемном корпусе газовое сопло с электродами для поджига топлива, трубопровод, соединенный с блоком регулировки подачи газа, снабженным датчиком давления воздуха. Применение съемной переходной муфты и заглушек для штуцеров в вентиляторном улиточном корпусе обеспечивает возможность многократной переустановки сменных узлов регулируемой подачи топлива по выбору потребителя, что позволяет потребителю применять топливо с учетом его стоимости и/или наличия в продаже, а также повысить надежность блочного горелочного устройства за счет снижения динамических нагрузок при его запуске. 6 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано в системах отопительных котлов (малой и средней мощности) и в других топливосжигающих установках, работающих на жидком или газообразном топливе, а также в качестве автономного переносного горелочного средства с широким применением для бытовых нужд населения (копчения продуктов, нагрева или расплавления материалов, кратковременного обогрева подсобных помещений, теплиц, гаражей).

Известна блочная горелка, состоящая из снабженного двигателем вентиляторного улиточного корпуса, выполненного с лопаточным завихрителем и снабженного размещенной в нем топливораздающей трубкой, подключенной к топливопроводу с отсечным клапаном для подачи жидкого топлива, и кольцевым газовым коллектором с системой газораздающих трубок, подключенным к источнику газа через трубопровод с отсечным клапаном для подачи газа, причем топливопровод и трубопровод соединены перемычкой, а выходные концы газораздающих трубок заведены в межлопаточные каналы завихрителя корпуса (см. описание к авторскому свидетельству N 1672121, МКИ F 23 D 14/00, публ. 23.08.91 г.).

При работе горелки на жидком топливе клапан для подачи жидкого топлива открыт, а клапан для подачи газа закрыт и топливо поступает в корпус по трубе. При работе горелки на газе клапан для подачи газа открыт, а клапан для подачи жидкого топлива закрыт и газ поступает по трубопроводу в коллектор и далее в газораздающие трубки. Для повышения мощности и экономичности горелки при сжигании газа клапан для подачи жидкости может быть также открыт, а газ при этом поступает одновременно по газораздающим трубкам и топливораздающей трубке.

Достоинством горелки является возможность смены топлива для ее работы, что позволяет потребителю осуществлять постоянный оптимальный выбор топлива по важным для него показателям - стоимости и наличию того или иного топлива в продаже в данное время в конкретном регионе.

К недостаткам горелки можно отнести следующее: - регулировка мощности горелки возможна только в режиме работы на газовом топливе; - горелка работает на одном виде топлива при одновременном наличии неработающих узлов, предназначенных для работы на другом виде топлива, что увеличивает вес устройства, затрудняет перенос его, ремонт, снижает срок службы.

Известно блочное устройство для сжигания жидкого топлива, состоящее из снабженного специальным двигателем вентиляторного улиточного корпуса, соединенного на стороне нагнетания с расположенным параллельно валу двигателя и поперек направления выдувания основанием, выполненным с возможностью установки на нем съемного корпуса и съемной трубы, закрепленной в направлении выдувания, узла подачи и регулировки жидкого топлива, включающего смонтированное на съемном корпусе и установленное в съемной трубе сопловое устройство для жидкого топлива и соединенные с последним средства подачи и регулировки жидкого топлива, в том числе топливный насос, вал которого жестко установлен в полости специального двигателя (см. Инструкцию по эксплуатации жидкотопливной горелки типа B20KA/K-R фирмы "Bentone AB", 1997 г.).

В известном устройстве при указанном соединении двигателя с топливным насосом изредка возможен съем насоса, например, при ремонте. При запуске двигателя не исключены высокие динамические нагрузки, что снижает ресурс (срок службы) работы устройства.

В известном устройстве не предусмотрена возможность многократного съема узла подачи и регулировки жидкого топлива для обеспечения сменности указанного узла для работы на другом виде топлива, например газовом, без нарушения степени жесткости связи между двигателем и топливным насосом.

Кроме того применение специальных двигателей повышает стоимость устройства.

Известно блочное устройство для сжигания газового топлива, состоящее из снабженного двигателем вентиляторного улиточного корпуса, выполненного со штуцером и соединенного на стороне нагнетания с расположенным параллельно валу двигателя и поперек направления выдувания основанием, выполненным с возможностью установки на нем съемного корпуса и съемной трубы, закрепленной в направлении выдувания, узла подачи и регулировки газового топлива, включающего смонтированное на съемном корпусе и установленное в съемной трубе сопловое устройство для газового топлива и соединенные с последним средства подачи и регулировки газового топлива, в том числе блок регулировки подачи газа (см. Инструкцию по эксплуатации газовой горелки типа BG200R фирмы "Bentone AB", 1997 г.).

Достоинством известной горелки является удобство обслуживания, ремонта (из-за выполнения корпуса съемным), компактность, возможность переноса и регулировки мощности горелки.

Недостаток горелки заключается в возможности работы только на одном виде топлива - газовом и ограниченные возможности в регулировке мощности горелки при использовании различных видов газового топлива.

Изобретение решает задачу создания простой, надежной, долговечной, компактной, переносной регулируемой по мощности горелки, имеющей возможность работы попеременно на различных видах топлива (жидком и газовом) за счет модульного ее построения с возможностью сменной перестановки съемных ее узлов, обеспечивающих оптимальные режимы горения различных видов топлива с применением широко применяемой (доступной) элементной базы. Кроме того обеспечение возможности попеременной работы устройства на жидком или газовом топливе позволяет улучшить условия для самоочищения камер сгорания топливосжигающих систем, использующих предлагаемое устройство, например бытовых водонагревательных установок средней и малой мощности, а для потребителя - применять топливо с учетом его стоимости и/или наличия в данное время.

Поставленная задача достигается тем, что в блочном устройстве для сжигания топлива, состоящем из снабженного двигателем вентиляторного улиточного корпуса, выполненного с по меньшей мере одним штуцером и соединенного на стороне нагнетания с расположенным параллельно валу двигателя и поперек направления выдувания основанием, выполненным с возможностью установки на нем съемной трубы, закрепленной в направлении выдувания, и узла регулируемой подачи топлива, указанный узел выполнен съемным и является сменным в зависимости от вида сжигаемого топлива, в том числе жидкого или газового, основание выполнено с возможностью сменной установки указанного узла при попеременном сжигании различных видов топлива, при этом в вентиляторном улиточном корпусе штуцер выполнен со съемной заглушкой, а двигатель имеет вал, снабженный съемной переходной разборной муфтой.

При применении газового топлива узел регулируемой подачи топлива содержит смонтированное на съемном корпусе топливораздающее средство в виде газового сопла с электродами для поджига топлива и сообщенный с ним через газовый топливный тракт, состоящий из трубопровода, блок регулировки подачи газа, снабженный датчиком давления газа.

При применении жидкого топлива узел регулируемой подачи топлива содержит смонтированное на другом съемном корпусе топливораздающее средство в виде форсунки с электродами для поджига топлива, сообщенной через топливный тракт, состоящий из топливопровода, с топливным насосом.

Предпочтительно при применении жидкого топлива топливный насос узла подачи и регулировки топлива установить на валу двигателя через съемную переходную разборную муфту.

Целесообразно переходную разборную муфту выполнить с установленной в ее корпусе между полумуфтами упругодеформируемой втулкой.

Целесообразно применить сменную съемную трубу или трубы. Целесообразно сменную съемную трубу или трубы выполнить с различными размерами или формами в зависимости от вида сжигаемого топлива.

Проведенный анализ уровня техники, включающий поиск по патентным и научно-техническим источникам информации и выявление источников, содержащих сведения об аналогах заявляемого изобретения, позволяет установить, что заявителем не обнаружены технические решения, характеризующиеся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения. Определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных (по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату) отличительных признаков в заявляемом объекте, изложенных в формуле изобретения.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.

Сведений об известности отличительных признаком в совокупностях признаков известных технических решений с достижением такого же, как у заявляемого устройства, положительного эффекта не имеется. На основании этого сделан вывод, что предлагаемое техническое решение соответствует критерию "изобретательский уровень".

Фиг. 1 изображает устройство для сжигания топлива с узлом регулируемой подачи жидкого топлива, выполненное согласно изобретению в прямоугольной изометрической проекции; фиг. 2 изображает устройство для сжигания топлива с узлом регулируемой подачи газового топлива, выполненное согласно изобретению в прямоугольной изометрической проекции; фиг. 3 изображает съемный узел регулируемой подачи жидкого топлива, выполненный согласно изобретению в прямоугольной изометрической проекции; фиг. 4 изображает съемный узел регулируемой подачи газового топлива, выполненный согласно изобретению в прямоугольной изометрической проекции; фиг. 5 изображает устройство для сжигания топлива со снятым узлом регулируемой подачи топлива, выполненное согласно изобретению в прямоугольной изометрической проекции; фиг.6 изображает устройство для сжигания топлива - вид со стороны, обращенной к воздухозаборнику улиточного корпуса, выполненное согласно изобретению в уменьшенной прямоугольной изометрической проекции; фиг.7 изображает устройство для сжигания топлива - вид со стороны, обращенной к основанию и установленной на нем съемной трубе, выполненное согласно изобретению в прямоугольной изометрической проекции; фиг.8 изображает разборную муфту для соединения вала двигателя с топливным насосом, выполненную согласно изобретению в разрезе.

Блочное устройство для сжигания топлива (фиг. 1, 2) состоит из снабженного двигателем 1 вентиляторного улиточного корпуса 2, соединенного на стороне нагнетания с расположенным параллельно валу 3 (фиг. 5,8) двигателя 1 и поперек направления выдувания основанием 4. Указанный корпус 2 имеет штуцеры 5 со съемными заглушками 6 (фиг.6).

Основание 4 выполнено с возможностью установки сменных съемных труб 7 или 8 (фиг. 1, 2), закрепляемых на нем в направлении выдувания с помощью элементов 9 крепления (например, винтов) (фиг.7), и съемных сменных узлов 10, 11 (фиг.3,4) для регулируемой подачи соответственно жидкого или газового топлива.

Узел 10 регулируемой подачи жидкого топлива (фиг.3) включает смонтированное на съемном корпусе 12 топливораздающее средство в виде форсунки 13 (для разбрызгивания жидкого топлива) с электродами 14 для поджига топлива, сообщенной с топливным трактом, состоящим из топливопровода 15, соединенного с топливным насосом 16.

Узел 11 регулируемой подачи газового топлива (фиг.4) включает смонтированное на съемном корпусе 17 топливораздающее средство в виде газового сопла 18 с электродами 19 для поджига топлива, сообщенного с газовым топливным трактом, состоящим из трубопровода 20, соединенного с блоком 21 регулировки подачи газа, снабженным датчиком 22 давления воздуха.

Для осуществления смены указанных съемных узлов 10 или 11 (Фиг.5) основание 4 выполнено со сквозным окном 23 (под установку форсунки 13 или газового сопла 18 в соответствующие трубы 7 или 8) и гнездами 24 для фиксации с помощью крепежных средств (например, винтов) съемных корпусов 12 или 17.

На основании 4 целесообразно разместить также элементы управления и поджига топлива, в частности реле 25 управления и трансформатор 26 поджига топлива.

При установке узла 10 регулируемой подачи (жидкого) топлива в блочное устройство для сжигания топлива его топливный насос 16 устанавливается на валу 3 двигателя 1 через съемную переходную (разборную) муфту 27.

Съемная переходная муфта 27 (фиг.8) имеет корпус 28, в котором между полумуфтами 29, 30 расположена упругодеформируемая, в частности резиновая, втулка 31 для соединения концов валов 3 и 32 соответственно двигателя 1 и насоса 16.

В блочном устройстве для сжигания топлива возможно применение нескольких сменных съемных труб 7 или 8, отличающихся размерами или формой в зависимости от вида сжигаемого топлива для изменения режимов его горения.

Для подачи воздуха в вентиляторный улиточный корпус 2 имеется воздухозаборник 33 (фиг. 1).

Регуляторы 34, 35 положения соответственно форсунки 13 или газового сопла 18 в соответствующих трубах 7 или 8 обеспечивают возвратно-поступательное их перемещение для изменения мощности горения. Съемные корпуса 12 и 17 соответственно узлов 10 и 11 выполнены с возможностью закрепления их на основании 4 с помощью одних и тех же крепежных элементов 36 (винтов).

Устройство для сжигания топлива работает следующим образом. При работе на жидком топливе, например дизельном, в блочном устройстве установлен узел 10 для регулируемой подачи топлива, на штуцер 5 установлена съемная заглушка 6. При запуске двигателя 1 осуществляется подача в форсунку 13 жидкого топлива по топливопроводу 15, соединенному с насосом 16. Одновременно из вентиляторного корпуса 2, соединенного с воздухозаборником 33, в трубу 7 с форсункой 13 нагнетается воздух. С помощью электродов 14, соединенных с трансформатором 26 поджига, осуществляется поджог смеси топлива с воздухом. Мощность горения регулируется горизонтальным смещением форсунки 13 в трубе 7 с помощью регулятора 34 или дополнительной сменной трубы 7 (на фиг. не показана). Использование муфты 27 с упругодеформируемой втулкой 31 позволяет значительно снизить динамические нагрузки на вал 3 двигателя 1 в момент запуска.

При съеме узла 10 регулируемой подачи жидкого топлива извлекают крепежные элементы 36, осуществляют съем переходной муфты 27, а затем отсоединение вала 32 насоса 16.

При необходимости осуществляют установку узла 11 (фиг.4) для работы на газовом топливе путем крепления съемного корпуса 17 крепежными элементами 36, со штуцеров 5 снимают съемные заглушки 6. При запуске двигателя 1 осуществляется подача в сопло 18 газового топлива по трубопроводу 20, соединенному с блоком 21 регулировки подачи газа. При этом давление газа контролируется с помощью датчика 22. Одновременно из вентиляторного корпуса 2, соединенного с воздухозаборником 33, в трубу 8 с соплом 18 нагнетается воздух. С помощью электродов 19, соединенных с трансформатором 26 поджига, осуществляется поджог смеси газа с воздухом. Мощность горения регулируется горизонтальным смещением сопла 18 в трубе 8 с помощью регулятора 35 или дополнительной сменной трубы 8 (на фиг. не показана).

При съеме узла 11 регулируемой подачи (газового) топлива извлекают крепежные элементы 36. При сменной установке узла 10 регулируемой подачи (жидкого) топлива съемный корпус 12 закрепляется на основании 4 крепежными элементами 36, а валы 3 и 32 соответственно двигателя 1 и насоса 16 соединяют съемной переходной муфтой 27, как показано на фиг.8.

Применение съемной переходной (разборной) муфты, обеспечивающей возможность многократной переустановки узла регулируемой подачи жидкого топлива, и выполнение в вентиляторном улиточном корпусе штуцеров с заглушками позволяет осуществлять переналадку блочного горелочного устройства для работы на том или ином топливе по выбору потребителя.

Формула изобретения

1. Блочное горелочное устройство, состоящее из снабженного двигателем вентиляторного улиточного корпуса, выполненного с по меньшей мере одним штуцером и соединенного на стороне нагнетания с расположенным параллельно валу двигателя и поперек направления выдувания основанием, выполненным с возможностью установки на нем съемной трубы, закрепленной в направлении выдувания, узла регулируемой подачи топлива, отличающееся тем, что узел регулируемой подачи топлива выполнен съемным и является сменным в зависимости от вида сжигаемого топлива, в том числе жидкого или газового, основание выполнено с возможностью сменной его установки при попеременном сжигании различных видов топлива, при этом в вентиляторном улиточном корпусе штуцер выполнен со съемной заглушкой, а двигатель имеет вал, снабженный съемной переходной разборной муфтой.

2. Блочное горелочное устройство по п.1, отличающееся тем, что при применении газового топлива узел регулируемой подачи топлива содержит смонтированное на съемном корпусе топливораздающее средство в виде газового сопла с электродами для поджига топлива и сообщенный с ним через газовый топливный тракт, состоящий из трубопровода, блок регулировки подачи газа, снабженный датчиком давления газа.

3. Блочное горелочное устройство по п.1, отличающееся тем, что при применении жидкого топлива узел регулируемой подачи топлива содержит смонтированное на другом съемном корпусе топливораздающее средство в виде форсунки с электродами для поджига топлива, сообщенной через топливный тракт, состоящий из топливопровода, с топливным насосом.

4. Блочное горелочное устройство по п.3, отличающееся тем, что при применении жидкого топлива топливный насос узла подачи и регулировки топлива установлен на валу двигателя через переходную разборную муфту.

5. Блочное горелочное устройство по п.4, отличающееся тем, что переходная разборная муфта выполнена с установленной в ее корпусе между полумуфтами упругодеформируемой втулкой.

6. Блочное горелочное устройство по п.1, или 2, или 3, отличающееся тем, что применена сменная съемная труба или трубы.

7. Блочное горелочное устройство по п.6, отличающееся тем, что съемная сменная труба или трубы имеют различные размеры или формы в зависимости от вида сжигаемого топлива.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8