RU2096684C1 - Catalytic burner - Google Patents

Abstract

FIELD: heating engine and cabin of car, greenhouses, tents, containers, etc. SUBSTANCE: catalytic burner has housing, catalytic head fitted at outlet and perforated sheet. Porous heat insulator is located in housing between its bottom and catalytic head; outlet end of fuel supply branch pipe is inserted in this insulator: perforated sheet made from fuel-tight material is placed between this end and catalytic head. Sheet made from fuel-tight material is placed between outlet end of branch pipe and bottom of housing to enhance efficiency of operation of burner on liquid fuel. Perforated sheet (or both sheets) has smooth, finned surface or surface of other profile. Outlet end of branch pipe is located inside housing vertically, horizontally or at angle relative to its walls; its end is open or blanked off; branch pipe has through hole (holes) in its wall. Device has been tested. EFFECT: enhanced reliability. 4 cl, 3 dwg

Description

Предлагаемое изобретение относится к области энергетики и представляет собой устройство для сжигания жидкого и газообразного топлива. Это устройство применяется как источник тепла в каталитических нагревателях, предназначенных для обогрева различных помещений, салона и двигателя автомобиля, теплиц, палаток, контейнеров и др. The present invention relates to the field of energy and is a device for burning liquid and gaseous fuels. This device is used as a heat source in catalytic heaters designed for heating various rooms, the passenger compartment and the car engine, greenhouses, tents, containers, etc.

Известна каталитическая горелка [1] содержащая корпус с расположенной в нем каталитической насадкой, образующей с задней его стенкой полость, в которой вертикально размещен распределительный коллектор, подключенный к испарителю, расположенному внутри каталитической насадки и соединенному с источником топлива. Known catalytic burner [1] comprising a housing with a catalytic nozzle located therein, forming a cavity with its rear wall, in which a distribution manifold is connected vertically and is connected to an evaporator located inside the catalytic nozzle and connected to a fuel source.

Недостатком этой горелки является повышенная металлоемкость, сложность конструкции и надежность длительной работы в связи с тем, что испаритель расположен в слишком высокотемпературной зоне (внутри каталитической насадки), что ведет к коксообразованию и закупорке испарителя. The disadvantage of this burner is increased metal consumption, design complexity and the reliability of long-term operation due to the fact that the evaporator is located in a too high-temperature zone (inside the catalytic nozzle), which leads to coke formation and blockage of the evaporator.

За прототип принимаем каталитическую горелку [2] содержащую корпус с установленными на выходе перфорированным листом и каталитической насадкой. For the prototype, we take a catalytic burner [2] containing a housing with a perforated sheet and a catalytic nozzle installed at the outlet.

Недостатком этой горелки является сложность ее розжига при использовании жидкого топлива и значительная неравномерность температуры по высоте каталитической насадки при работе ее в вертикальном положении на любом виде топлива. The disadvantage of this burner is the difficulty of its ignition when using liquid fuel and a significant temperature unevenness along the height of the catalytic nozzle when operating in an upright position on any type of fuel.

Предлагаемое изобретение лишено всех вышеуказанных недостатков. Оно направлено на уменьшение металлоемкости, упрощение конструкции, на значительное снижение себестоимости при изготовлении без ухудшения рабочих параметров и потребительских свойств. Достигается это тем, что в известной каталитической горелке (в дальнейшем "горелка"), состоящей из корпуса, каталитической насадки и перфорированного листа, в отличие от прототипа, внутрь корпуса между его дном и каталитической насадкой (в дальнейшем "катализатор") помещен пористый теплоизолятор (в дальнейшем "теплоизолятор"), внутрь которого введен выходной конец топливоподающего патрубка (в дальнейшем "патрубок"), а между этим концом и катализатором расположен лист из непроницаемого для топлива материала со сквозными отверстиями (в дальнейшем "перфорированный лист"). Для повышения эффективности работы горелки на жидком топливе между выходным концом патрубка и дном корпуса помещен лист из непроницаемого для топлива материала (в дальнейшем "непроницаемый лист"). Перфорированный лист (или оба листа) имеет гладкую, ребристую или другого профиля поверхность. Выходной конец патрубка располагается внутри корпуса вертикально, горизонтально или под углом к его стенкам, имеет открытый торец или заглушенный торец и сквозное отверстие (отверстия) в стенке. The present invention is devoid of all the above disadvantages. It is aimed at reducing metal consumption, simplifying the design, at a significant reduction in production costs without compromising operating parameters and consumer properties. This is achieved by the fact that in the known catalytic burner (hereinafter “burner”) consisting of a housing, a catalytic nozzle and a perforated sheet, in contrast to the prototype, a porous heat insulator is placed inside the housing between its bottom and the catalytic nozzle (hereinafter “catalyst”) (hereinafter “heat insulator”), into which the output end of the fuel supply pipe (hereinafter “pipe”) is inserted, and between this end and the catalyst there is a sheet of material impervious to fuel with through holes (in the far yshem "perforated sheet"). To increase the efficiency of the burner for liquid fuel between the output end of the nozzle and the bottom of the housing is placed a sheet of impervious to fuel material (hereinafter “impermeable sheet”). The perforated sheet (or both sheets) has a smooth, ribbed, or other profile surface. The outlet end of the nozzle is located vertically, horizontally or at an angle to its walls inside the housing, has an open end or a muffled end and a through hole (s) in the wall.

Заявляемая горелка (фиг. 1, вид сбоку в разрезе) состоит из корпуса 1 катализатора 2, теплоизолятора 3, перфорированного листа 4 и патрубка 5. The inventive burner (Fig. 1, a side view in section) consists of a housing 1 of a catalyst 2, a heat insulator 3, a perforated sheet 4 and a pipe 5.

Катализатор 2 расположен на выходе корпуса 1, а пространство между ним и дном корпуса 1 заполнено теплоизолятором 3. Внутри теплоизолятора 3 помещен выходной конец патрубка 5, а между этим концом и катализатором 2 расположен перфорированный лист 4. The catalyst 2 is located at the outlet of the housing 1, and the space between it and the bottom of the housing 1 is filled with a heat insulator 3. Inside the heat insulator 3, the outlet end of the pipe 5 is placed, and a perforated sheet 4 is located between this end and the catalyst 2.

В работу горелку запускают одним из известных способов путем нагрева ее катализатора до температуры начала реакции, например при помощи встроенного внутрь корпуса пускового электронагревателя, после чего осуществляют дозированную подачу топлива в патрубок 5. Из выходного конца патрубка 5 топливо поступает на слой теплоизолятора 3, находящийся между дном корпуса 1 и перфорированным листом 4, заполняет его поры и через отверстия перфорированного листа 4 попадает на катализатор 2. Проходя сквозь предварительно разогретый катализатор 2, топливо окисляется на его поверхности кислородом воздуха с выделением тепла. The burner is started in one of the known ways by heating its catalyst to the temperature of the start of the reaction, for example, using the starting electric heater built into the body of the heater, after which the fuel is metered into the nozzle 5. From the output end of the nozzle 5, the fuel enters the heat insulator layer 3 located between the bottom of the housing 1 and the perforated sheet 4, fills its pores and through the holes of the perforated sheet 4 gets on the catalyst 2. Passing through the preheated catalyst 2, fuel oxidized in air on its surface with oxygen to produce heat.

В процессе запуска горелки в работу с использованием жидкого топлива до выхода ее на рабочий режим может наблюдаться конденсация паров топлива на недостаточно еще разогретом дне корпуса и прилегающих к нему слоях теплоизолятора. Это ведет к нарушению режима запуска. Для устранения этого явления (фиг. 2, вид сбоку в разрезе) между дном корпуса 1 и выходным концом патрубка 5 помещен непроницаемый лист 6. Этот лист препятствует попаданию топлива в более холодную зону корпуса. In the process of starting the burner into operation using liquid fuel until it enters the operating mode, condensation of fuel vapors may be observed on the underheated bottom of the casing and adjacent layers of the heat insulator. This leads to a violation of the startup mode. To eliminate this phenomenon (Fig. 2, a side view in section) between the bottom of the housing 1 and the output end of the pipe 5 is placed an impermeable sheet 6. This sheet prevents fuel from entering the colder area of the housing.

В ряде случаев, в зависимости от размеров горелки, рабочей ориентации ее в пространстве и др. перфорированный лист 4 (или оба листа 4 и 6) имеет ребристую или другого профиля поверхность. Это связано с осуществлением более равномерного распределения топлива, поступающего к поверхности катализатора. С этой же целью (фиг. 3, вид сбоку в разрезе) выходной конец патрубка 5 заглушен, а в его стенке имеется сквозное отверстие (или отверстия). In some cases, depending on the size of the burner, its working orientation in space, etc., the perforated sheet 4 (or both sheets 4 and 6) has a ribbed or other profile surface. This is due to the implementation of a more uniform distribution of fuel entering the catalyst surface. For the same purpose (Fig. 3, a sectional side view), the outlet end of the nozzle 5 is plugged, and there is a through hole (or holes) in its wall.

В зависимости от конструктивных особенностей и назначения нагревателя, в котором используется заявляемая горелка, патрубок внутри корпуса располагается вертикально, горизонтально или под углом к его стенкам. На фиг. 3 патрубок 5 расположен перпендикулярно к дну корпуса 1, а на фиг. 1 и на фиг. 2
параллельно.Depending on the design features and purpose of the heater, which uses the inventive burner, the pipe inside the housing is located vertically, horizontally or at an angle to its walls. In FIG. 3, the nozzle 5 is perpendicular to the bottom of the housing 1, and in FIG. 1 and in FIG. 2
parallel.

Claims (4)

1. Каталитическая горелка, содержащая корпус с установленной на выходе каталитической насадкой и заполненный теплоизоляционным материалом между дном и насадкой, а также топливоподающий патрубок с выходным концом, установленным под углом к дну корпуса и погруженным в теплоизоляционный материал, и перфорированный лист, расположенный между выходным концом патрубка и каталитической насадкой, отличающаяся тем, что перфорированный лист погружен в теплоизоляционный материал. 1. A catalytic burner comprising a housing with a catalytic nozzle installed at the outlet and filled with heat-insulating material between the bottom and the nozzle, as well as a fuel supply pipe with an outlet end installed at an angle to the bottom of the housing and immersed in the heat-insulating material, and a perforated sheet located between the outlet end pipe and catalytic nozzle, characterized in that the perforated sheet is immersed in a heat-insulating material. 2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что она снабжена листом из не проницаемого для топлива материала, расположенного между выходным концом топливоподающего патрубка и дном корпуса. 2. The burner according to claim 1, characterized in that it is provided with a sheet of material impervious to fuel, located between the output end of the fuel supply pipe and the bottom of the housing. 3. Горелка по п.2, отличающаяся тем, что конец топливоподающего патрубка заглушен, а в его стенках выполнены сквозные отверстия. 3. The burner according to claim 2, characterized in that the end of the fuel supply pipe is plugged and through holes are made in its walls. 4. Горелка по п.3, отличающаяся тем, что топливоподающий патрубок внутри корпуса установлен перпендикулярно или параллельно дну корпуса. 4. The burner according to claim 3, characterized in that the fuel supply pipe inside the housing is installed perpendicular or parallel to the bottom of the housing.

Images