RU210455U1 - GAS BURNER WITH CONICAL BREAKER - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к области энергетики и предназначена для сжигания газа в бытовых газовых плитах. Полезная модель направлена на повышение эффективности работы газовой горелки за счёт устранения завихрений и стабилизации потока газовоздушной смеси в области присоединения рассекателя к крышке горелки, что обеспечивает интенсификацию предварительного подогрева газовоздушной смеси. Это достигается тем, что газовая горелка содержит корпус 1, смеситель 4 с установленным на входе газовым соплом 2 с аксиальным выходным отверстием 3, крышку 6, образующую с выходным торцом 5 смесителя 4 огневые отверстия 7, с внутренней стороны в центре крышки 6 расположен рассекатель 8, обращённый вершиной в сторону газового сопла. В нижней части корпуса 1 на уровне сопла 3 имеются равномерно распределённые отверстия 9 для подачи первичного воздуха. При этом рассекатель 8 выполнен в форме конуса и жёстко связан основанием с внутренней поверхностью крышки 6, при этом наружная поверхность конуса выполнена вогнутой с радиусом R, равным высоте рассекателя h. 2 ил.The utility model relates to the field of energy and is intended for burning gas in household gas stoves. The utility model is aimed at improving the efficiency of the gas burner by eliminating turbulence and stabilizing the flow of the gas-air mixture in the area where the divider is attached to the burner cover, which ensures the intensification of the preliminary heating of the gas-air mixture. This is achieved by the fact that the gas burner contains a body 1, a mixer 4 with a gas nozzle 2 installed at the inlet with an axial outlet 3, a cover 6 forming fire holes 7 with the outlet end 5 of the mixer 4, a divider 8 is located on the inner side in the center of the cover 6 , with its apex facing the gas nozzle. In the lower part of the housing 1 at the level of the nozzle 3 there are evenly distributed holes 9 for supplying primary air. In this case, the divider 8 is made in the form of a cone and is rigidly connected by its base to the inner surface of the cover 6, while the outer surface of the cone is made concave with a radius R equal to the height of the divider h. 2 ill.

Description

Полезная модель относится к области энергетики и предназначена для сжигания газа в бытовых газовых плитах.The utility model relates to the field of energy and is intended for burning gas in household gas stoves.

Известна газовая горелка (патент RU на полезную модель № 73448 U1; МПК F23D14/04 (2006.01) опубликован: 20.05.2008 Бюл. № 14), которая содержит сопло, чашеобразный корпус, головку с огневыми отверстиями крышкой и смеситель. Забор атмосферного воздуха первичного и вторичного осуществляется из объема над рабочим столом плиты, из-под пламени горелок.A gas burner is known (RU patent for utility model No. 73448 U1; IPC F23D14/04 (2006.01) published: 20.05.2008 Bull. No. 14), which contains a nozzle, a bowl-shaped body, a head with fire holes, a lid and a mixer. The intake of primary and secondary atmospheric air is carried out from the volume above the working table of the stove, from under the flame of the burners.

Известна конфорочная инжекционная горелка низкого давления частичного предварительного смешения унифицированной газовой плиты (Газовые горелки / Иссерлин А.С.; Издательство «Недра». Ленинград, г. 1973, С.31, рис. 9). Известная горелка состоит из газового сопла, диффузора (смесителя), крышки. Шибер (регулятор) регулировки первичного воздуха находится на корпусе сопла. Горелка рассчитана на сжигание газов с различной теплотой сгорания при соответствующей замене газового сопла.Known burner low-pressure injection burner partial pre-mixing of a unified gas stove (Gas burners / Isserlin AS; Publishing house "Nedra". Leningrad, 1973, S. 31, Fig. 9). Known burner consists of a gas nozzle, diffuser (mixer), cover. The damper (regulator) for adjusting the primary air is located on the nozzle body. The burner is designed to burn gases with different calorific values by changing the gas nozzle accordingly.

Недостатком известных горелок является низкая эффективность работы, обусловленная наличием под крышкой области завихрений газовоздушной смеси, препятствующей передаче тепла от крышки, нагреваемой пламенем, к газовоздушной смеси.The disadvantage of the known burners is the low efficiency due to the presence under the cover of the region of swirls of the gas-air mixture, which prevents the transfer of heat from the cover, heated by the flame, to the gas-air mixture.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является газовая горелка (патент RU на полезную модель № 198280 U1; МПК F23D14/00 (2006.01), опубликовано: 29.06.2020 Бюл. №19), которая содержит корпус, смеситель с установленным на входе газовым соплом с аксиальным выходным отверстием, крышку с рассекателем, образующую с выходным торцом смесителя огневые отверстия. С внутренней стороны крышки в центре расположен рассекатель, выполненный в виде заострённого цилиндра, обращенный в сторону газового сопла. Из чертежа следует, что рассекатель с крышкой образуют прямой угол. Нижняя часть корпуса имеет равномерно распределенные отверстия. На внешней стороне корпуса установлен регулятор подачи первичного воздуха, выполненный в виде кольцевого хомута с отверстиями, соответствующими отверстиям нижней части корпуса.The closest technical solution adopted for the prototype is a gas burner (RU patent for utility model No. 198280 U1; IPC F23D14 / 00 (2006.01), published: 06/29/2020 Bull. No. 19), which contains a housing, a mixer installed at the inlet a gas nozzle with an axial outlet, a cover with a divider, forming fire holes with the outlet end of the mixer. On the inner side of the cover in the center there is a divider made in the form of a pointed cylinder facing the gas nozzle. It follows from the drawing that the divider with the cover form a right angle. The lower part of the case has evenly distributed holes. On the outer side of the housing, a primary air supply regulator is installed, made in the form of an annular clamp with holes corresponding to the holes in the lower part of the housing.

С существенными признаками полезной модели совпадает следующая совокупность признаков прототипа: корпус, смеситель с установленным на входе газовым соплом с аксиальным выходным отверстием, крышка, образующая с выходным торцом смесителя огневые отверстия. С внутренней стороны в центре крышки расположен рассекатель, обращённый вершиной в сторону газового сопла. В нижней части корпуса на уровне сопла имеются равномерно распределенные отверстия для подачи первичного воздуха.The essential features of the utility model coincide with the following set of features of the prototype: a body, a mixer with a gas nozzle installed at the inlet with an axial outlet, a cover that forms fire holes with the outlet end of the mixer. On the inside, in the center of the cover, there is a divider with its apex facing the gas nozzle. In the lower part of the body at the level of the nozzle there are evenly distributed holes for the supply of primary air.

Недостатком прототипа является его низкая эффективность работы, вызванная образованием завихрений газовоздушной смеси в месте присоединения рассекателя, выполненного в виде заострённого цилиндра, с крышкой под прямым углом, что препятствуют процессу теплопередачи от пламени через крышку с рассекателем к газовоздушной смеси.The disadvantage of the prototype is its low efficiency, caused by the formation of turbulence of the gas-air mixture at the point of attachment of the divider, made in the form of a pointed cylinder, with a cover at a right angle, which prevents the process of heat transfer from the flame through the cover with the divider to the gas-air mixture.

Полезная модель направлена на повышение эффективности работы газовой горелки за счет устранения завихрений и стабилизации потока газовоздушной смеси в области присоединения рассекателя к крышке горелки, что обеспечивает интенсификацию предварительного подогрева газовоздушной смеси.The utility model is aimed at improving the efficiency of the gas burner by eliminating turbulence and stabilizing the flow of the gas-air mixture in the area of attachment of the divider to the burner cover, which ensures the intensification of the preliminary heating of the gas-air mixture.

Это достигается тем, что газовая горелка содержит корпус, смеситель с установленным на входе газовым соплом с аксиальным выходным отверстием, крышку, образующую с выходным торцом смесителя огневые отверстия, с внутренней стороны в центре крышки расположен рассекатель, обращенный вершиной в сторону газового сопла, в нижней части корпуса на уровне сопла имеются равномерно распределенные отверстия для подачи первичного воздуха.This is achieved by the fact that the gas burner contains a housing, a mixer with a gas nozzle installed at the inlet with an axial outlet, a cover that forms fire holes with the outlet end of the mixer; part of the body at the level of the nozzle there are evenly distributed holes for the supply of primary air.

В предлагаемом решении рассекатель выполнен в форме конуса и жестко связан основанием с внутренней поверхностью крышки, при этом наружная поверхность конуса выполнена вогнутой с радиусом R, равным высоте рассекателя h.In the proposed solution, the divider is made in the form of a cone and is rigidly connected by its base to the inner surface of the cover, while the outer surface of the cone is made concave with a radius R equal to the height of the divider h.

При таком конструктивном выполнении рассекателя образуется плавное сопряжение его поверхности с крышкой, что позволяет устранить завихрения и обеспечить плавное направленное движение потока газовоздушной смеси из смесителя к огневым отверстиям. Отсутствие завихрений увеличивает площадь теплопередачи от пламени через крышку с рассекателем к газовоздушной смеси и интенсифицирует предварительный подогрев газовоздушной смеси. Подогрев газовоздушной смеси позволяет увеличить скорость распространения пламени, что обеспечивает решение задачи – повышение эффективности работы газовой горелки.With such a design of the divider, a smooth mating of its surface with the cover is formed, which makes it possible to eliminate turbulence and ensure a smooth directed movement of the gas-air mixture flow from the mixer to the fire holes. The absence of turbulence increases the area of heat transfer from the flame through the cover with a divider to the gas-air mixture and intensifies the pre-heating of the gas-air mixture. The heating of the gas-air mixture makes it possible to increase the speed of flame propagation, which provides a solution to the problem - increasing the efficiency of the gas burner.

Представленное соотношение радиуса поверхности конуса R и высоты рассекателя h в виде R=h является оптимальным значением, что было установлено в результате компьютерного моделирования (с различным соотношением данных параметров), выполненного авторами в программном комплексе Ansys Fluent в компьютерном классе ГУК 313 Белгородского государственного технологического университета им. В.Г. Шухова.The presented ratio of the radius of the surface of the cone R and the height of the divider h in the form of R=h is the optimal value, which was established as a result of computer simulation (with a different ratio of these parameters) performed by the authors in the Ansys Fluent software package in the computer class GUK 313 of the Belgorod State Technological University them. V.G. Shukhov.

Сущность полезной модели поясняется графическим материалом: на фиг.1 показан продольный разрез газовой горелки; на фиг.2 – узел А на фиг.1.The essence of the utility model is illustrated by graphic material: figure 1 shows a longitudinal section of a gas burner; figure 2 - node A in figure 1.

Газовая горелка содержит корпус 1, на входе которого установлено газовое сопло 2 для подачи газа с аксиальным выходным отверстием 3. Корпус 1 жестко соединен со смесителем 4. Выходной торец 5 смесителя 4 образует с крышкой 6 огневые отверстия 7. С внутренней стороны в центре к крышке 6 жестко присоединен (например, сваркой) рассекатель 8, обращённый вершиной в сторону газового сопла 2. Рассекатель 8 выполнен в форме конуса и жестко связан основанием с внутренней поверхностью крышки 6, при этом наружная поверхность конуса выполнена вогнутой с радиусом R, равным высоте рассекателя h. В нижней части корпуса 1 на уровне сопла 2 имеются равномерно распределенные отверстия 9 для подачи первичного воздуха.The gas burner includes a housing 1, at the inlet of which a gas nozzle 2 is installed for supplying gas with an axial outlet 3. The housing 1 is rigidly connected to the mixer 4. The outlet end 5 of the mixer 4 forms fire holes 7 with the cover 6. From the inner side in the center to the cover 6 is rigidly attached (for example, by welding) the divider 8, with its apex facing the gas nozzle 2. The divider 8 is made in the form of a cone and is rigidly connected by its base to the inner surface of the cover 6, while the outer surface of the cone is made concave with a radius R equal to the height of the divider h . In the lower part of the body 1 at the level of the nozzle 2 there are uniformly distributed openings 9 for supplying primary air.

Принцип работы газовой горелки состоит в следующем. The principle of operation of a gas burner is as follows.

Газ подается в газовое сопло 2 и через аксиальное выходное отверстие 3 под давлением поступает в смеситель 4, соединенный с корпусом 1. Выходящий из аксиального выходного отверстия 3 газ инжектирует первичный воздух через отверстия 9 и, далее струя газа с первичным воздухом смешивается в смесителе 4. Образовавшаяся газовоздушная смесь из смесителя 4 поступает во внутреннее пространство, ограниченное крышкой 6 с рассекателем 8 и выходным торцом 5 смесителя 4. При движении газовоздушной смеси вдоль вогнутой наружной поверхности рассекателя 8, происходит плавное направленное перемещение потока газовоздушной смеси от центра крышки 2 к ее периферии без образования завихрений. При движении стабильного (без завихрений) потока газовоздушной смеси вдоль крышки 6 с рассекателем 8 протекает процесс теплопередачи от пламени через крышку 6 с рассекателем 8 к газовоздушной смеси на всей площади контакта газовоздушной смеси и крышки 6 с рассекателем 8, в результате чего происходит интенсификация предварительного подогрева газовоздушной смеси. Подогретая таким образом газовоздушная смесь через огневые отверстия 7 поступает в зону горения, где протекает процесс сжигания газа с повышенной скоростью распространения пламени.The gas is fed into the gas nozzle 2 and through the axial outlet 3 under pressure enters the mixer 4 connected to the housing 1. The gas leaving the axial outlet 3 injects primary air through the holes 9 and, then, the gas jet with the primary air is mixed in the mixer 4. The resulting gas-air mixture from the mixer 4 enters the internal space bounded by the cover 6 with a divider 8 and the outlet end 5 of the mixer 4. When the gas-air mixture moves along the concave outer surface of the divider 8, the flow of the gas-air mixture moves smoothly from the center of the cover 2 to its periphery without swirl formation. When a stable (without turbulence) flow of the gas-air mixture moves along the cover 6 with a divider 8, the process of heat transfer from the flame through the cover 6 with a divider 8 to the gas-air mixture occurs over the entire contact area of the gas-air mixture and cover 6 with a divider 8, resulting in intensification of preheating gas-air mixture. The gas-air mixture heated in this way through the fire holes 7 enters the combustion zone, where the process of gas combustion takes place with an increased speed of flame propagation.

Таким образом, предлагаемое техническое решение – позволяет повысить эффективность работы газовой горелки. Помимо этого, газовая горелка характеризуется относительной простотой изготовления.Thus, the proposed technical solution allows to increase the efficiency of the gas burner. In addition, the gas burner is characterized by relative ease of manufacture.

Claims (1)

Газовая горелка содержит корпус, смеситель с установленным на входе газовым соплом с аксиальным выходным отверстием, крышку, образующую с выходным торцом смесителя огневые отверстия, с внутренней стороны в центре крышки расположен рассекатель, обращённый вершиной в сторону газового сопла, в нижней части корпуса на уровне сопла имеются равномерно распределённые отверстия для подачи первичного воздуха, отличающаяся тем, что рассекатель выполнен в форме конуса и жёстко связан основанием с внутренней поверхностью крышки, при этом наружная поверхность конуса выполнена вогнутой с радиусом R, равным высоте рассекателя h.The gas burner comprises a housing, a mixer with a gas nozzle installed at the inlet with an axial outlet, a cover that forms fire holes with the mixer outlet end, a divider is located on the inside in the center of the cover, with its apex facing the gas nozzle, in the lower part of the housing at the level of the nozzle there are evenly distributed openings for supplying primary air, characterized in that the divider is made in the form of a cone and is rigidly connected by its base to the inner surface of the cover, while the outer surface of the cone is made concave with a radius R equal to the height of the divider h.

Images