PL172727B1

PL172727B1 - Fuel combusting method and apparatus

Info

Publication number: PL172727B1
Application number: PL91297646A
Authority: PL
Inventors: Enrico Sebastiani; Giuseppe Fogliani
Original assignee: Worgas Bruciatori Srl
Priority date: 1990-07-06
Filing date: 1991-07-05
Publication date: 1997-11-28
Also published as: AU8105891A; HU9300012D0; KR100196551B1; HUT68375A; HU216709B; DE69130479T2; ES2124704T3; ATE173331T1; US5385467A; CA2086534A1; WO1992001196A1; EP0537244A1; CA2086534C; AU662485B2; PL297646A1; DE69130479D1; DK0537244T3; EP0537244B1

Abstract

1. Sposób spalania gazów w palniku z dyfuzorem zawierajacym wiele szczelin roz- mieszczonych w grupach, okreslajacy prze- strzen wyrzutowa dla mieszaniny paliwa gazowego z powietrzem, kazda z grup powo- duje wytworzenie wysmuklych plomieni o strukturze blaszkowej, znamienny tym, ze miesza sie paliwo gazowe z powietrzem i tworzy sie mieszanke, której wspólczynnik napowietrzania wynosi od 0,9 do 1,6 i te mieszanke dostarcza sie do szczelin dyfuzo- ra, przy czym wytwarza sie jednostkowe obciazenie dyfuzora palnika w granicach 0,3-0,8 kw/cm2 przy maksymalnej dopusz- czalnej wydajnosci, a nastepnie po wytwo- rzeniu czesciowej prózni za pomoca mieszanki uchodzacej ze szczelin, odchyla sie nia obwodowa czesc gazów spalinowych i chlodzi sie gazy spalinowe, po czym miesza sie z powietrzem wtórnym w proporcji 10% do 100% tworzac zewnetrzna powierzchnie plomieni platowych. PL

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób i urządzenie do spalaniu gazów

Z dotychczasowego stanu techniki znany jest sposób spalania gazów z niską emisją NOx i CO, ujawniony w międzynarodowym zgłoszeniu patentowym PCT/IT 87/00079 złożonym 03/08/87 przez tego samego Zgłaszającego. Sposób ten polega na zasysaniu powietrza pierwotnego w ilości stanowiącej 80% ilości potrzebnej do stechiometrycznego spalenia; kierowaniu pewnej ilości powietrza wtórnego do pojedynczych płomieni, od początku spalania, z nadmiarem 100% w stosunku do wartości stechiometrycznej; całkowitym spaleniu wewnątrz cienkiego płomienia o strukturze blaszkowej, czego przejawem w przypadku spalania gazu naturalnego, jest emisja światła o barwie fioletowej o długości fali poniżej 0,42 nm.

Ten znany sposób jest realizowany za pomocą ujawnionego w tym zgłoszeniu palnika atmosferycznego, to jest palnika zamontowanego w instalacji z naturalną cyrkulacją paliwa i powietrza, zaopatrzonego w poziomy dyfuzor rurkowy z grupami szczelin, stanowiących kanały przepływowe mieszanki paliwa z powietrzem pierwotnym, rozmieszczonymi na powierzchni dyfuzora w postaci kolejnych zespołów biegnących poprzecznie do jego osi w taki sposób, że odległości pomiędzy danym zbiorem a następnym wynoszą nd/2. gdzie d jest osiową długością grupy, a n jest liczbą grup w każdym zbiorze, lub liczbą grup w dwóch kolejnych zbiorach w przypadku ich krzyżowego rozmieszczenia. Odległość dzieląca grupy szczelin jednego zbioru w kierunku poprzecznym jest równa co najmniej 65,5 długości najdłuższej szczeliny w jednej grupie.

Każda grupa wytwarza płomień o strukturze blaszkowej w postaci pary rozbieżnych skrzydełek przypominających skrzydła motyla, których oś symetrii pokrywa się z podłużną płaszczyzną środkową każdej grupy.

Ujawniony we wspomnianym powyżej zgłoszeniu PCT sposób stanowi znaczny postęp w regulacji emisji, zwłaszcza NOx i CO, natomiast nie daje możliwości zasilania dyfuzora mieszanką o procentowej zawartości tlenu zbliżonej lub wyższej od ilości stechiometrycznej. Sposób ten nie daje również możliwości podtrzymywania spalania w obecności gazów będących jego produktem, ze względu na brak stabilności płomienia i w konsekwencji nie daje możliwości działania w takich szczególnych warunkach, co wynika z jego ograniczonych możliwości oraz konstrukcji palnika, zarówno stosowanych oddzielnie jak i w połączeniu ze sobą.

Z punktu widzenia regulacji zmian wydajności i zasilania, znane dotychczas urządzenia ujawniono w patentach DE 3010014 i DE 3018752.

W opisie patentowym nr 3 010 014 ujawniono sposób regulacji powietrza wspomagającego spalanie za pomocą regulacji ciśnienia przed i za komorą spalania, co osiągnięto dzięki zainstalowaniu przepony, w połączeniu z regulacją ciśnienia gazu doprowadzanego do dysz palnika.

W opisie patentowym nr 3 018 752 ujawniono dyszę z dwiema szeregowymi komorami, których przekroje wylotowe są regulowane za pomocą odpowiednich elementów uszczelniających osadzonych na pojedynczym trzonie, wyposażoną w zespoły do regulacji zarówno wydatku powietrza pierwotnego jak i mieszanki paliwowo-powietrznej.

Sposób spalania gazów w palniku z dyfuzorem zawierającym wiele szczelin rozmieszczonych w grupach, określający przestrzeń wyrzutową dla mieszaniny paliwa gazowego z powie172 727 trzem, każda z grup powoduje wytworzenie wysmukłych płomieni o strukturze blaszkowej według wynalazku charakteryzuje się tym, że miesza się paliwo gazowe z powietrzem i tworzy się mieszankę, której współczynnik napowietrzania wynosi od 0.9 do 1,6 i tę mieszankę dostarcza się do szczelin dyfuzora, przy czym wytwarza się jednostkowe obciążenie dyfuzora palnika w granicach 0,3-0,8 kw/cm² przy maksymalnej dopuszczalnej wydajności, a następnie po wytworzeniu częściowej próżni za pomocą mieszanki uchodzącej ze szczelin, odchyla się nią obwodową część gazów spalinowych i chłodzi się gazy spalinowe, po czym miesza się z powietrzem wtórnym w proporcji 10% do 100% tworząc zewnętrzną powierzchnię płomieni płatowych.

Stosuje się stopień napowietrzania od 0,9 do 1,4 lub też od 1,1 do 1,6 lub od 1,2 do 1,3.

Paliwo gazowe dostarcza się pod ciśnieniem 100 do 450 mbar.

Mieszaninę gaz/powietrze spręża się sprężarką do ciśnienia od 100 do 450 hektopaskali, osiąga się wymuszoną cyruklację powietrza spalania i gazu, a następnie mieszankę podaje się poprzez dyszę do dyfuzora, przy czym w sprężarce przemiennie włącza się wyłącza zawory i reguluje się zasilanie dyfuzora powietrzem i gazem.

Urządzenie do spalania gazów składające się z korpusu i dyfuzora wyposażonego w wiele szczelin rozmieszczonych w grupach, przy czym szczeliny określają przestrzeń wyrzutową dla mieszanki gaz/pierwotne powietrze, według wynalazku charakteryzuje się tym, że szczeliny dyfuzora w każdej grupie są rozmieszczone bezpośrednio w przestrzeni strefy zewnętrznej obejmującej przestrzeń strefy centralnej, przy czym stosunek powierzchni strefy zewnętrznej do powierzchni strefy centralnej wynosi od 3 do 10, zaś stosunek powierzchni wyrzutowej i powierzchni strefy zewnętrznej jest nie mniejszy niż 1/3,5, przy czym dyfuzor, korzystnie jest, połączony z dyszą.

Strefa centralna zawiera otwory, zajmujące powierzchnię większą niż 20% strefy centralnej , stanowiąc stabilizator płomienia zaś zewnętrzna strefajest utworzona przez parę koncentrycznych kół. Zewnętrzna strefa jest utworzona przez parę koncentrycznych elips.

Korpus palnika ma przekrój poprzeczny o profilu dwupłatowym ze skierowanymi w dół i tworzącymi u dołu dwa poprzeczne kanały oraz posiadającymi dwa okna wlotowe dla mieszanki paliwa z powietrzem, dwoma płatami, przy których jest umieszczona podłużna przegroda o profilu w kształcie odwróconej litery omega biegnąca wzdłuż całej długości palnika i tworzącą dwa kanały o sinusoidalnej osi i rosnącym przekroju poprzecznym a dyfuzor posiada płaski, korzystnie nieco wypukły profil.

Dysza gazowa jest nastawną wylotową dyszą gazową, zaopatrzoną w trzon zaworowy, zawierający stożkowy element dławiący z kątem zbieżności od 0 do 10 stopni, przy czym element dławiący jest zamocowany ruchomo w stożkowym otworze, umieszczonym w osłonie zaworu, a stożkowy otwór ma kąt w zasadzie identyczny zbieżności elementu dławiącego, przy czym tylny koniec elementu dławiącego styka się z krzywką. Dysza gazowa dyfuzora jest zasilana mieszaniną gazu powietrza pierwotnego za pomocą sprężarki posiadającej odgałęziony wylot oraz wlot, połączony, na przemian włączającymi i wyłączającymi, zaworami, sterującymi przewodami zasilania powietrza i gazu. W strefie zewnętrznej są rozmieszczone izędami grupy szczelin.

Grupy szczelin są rozmieszczone na całej powierzchni dyfuzora i ułożone rzędami, po czym odległość pomiędzy sąsiednimi grupami szczelin w rzędzie wynosi co najmniej 65% maksymalnego wymiaru grupy, mierzonego w kierunku osi rzędu.

Dyfuzorjest połączony z korpusem wykonanym z dopasowanych połówek i zaopatrzonym w zwężkę Venturiego o osi krzywoliniowej, zaś wewnątrz korpusu utworzona jest wysoka i wąska komora mieszająco-rozdzielcza, o podłużnym przekroju prostokątnym i umieszczona między odcinkiem wylotowym zwężki Venturiego a dyfuzorem, przy czym grupy szczelin są ustawione długością na jednej linii górnej powierzchni dyfuzora i rozmieszczone są obok siebie w odległości mniejszej od połowy podłużnego wymiaru grupy. Dyfuzor jest wyposażony w zwężkę Venturiego.

Strefa centralna posiada długość dowolną. Posiada kształt prostoliniowy lub krzywoliniowy lub o geometrii zygzakowatej lub o geometrii mieszanej.

Każda grupa szczelin zawiera prostokątne szczeliny ustawione równolegle do siebie albo zawiera podgrupy rozmieszczone w przestrzeni strefy zewnętrznej o stałym kącie nachylenia albo też zawiera rozmieszczone promieniście szczeliny o różnej długości.

172 727

Szczeliny z każdej grupy są rozmieszczone na co najmniej dwóch koncentrycznych okręgach albo też, na co najmniej dwóch koncentrycznych wzdłużonych okręgach.

Tylna część elementu dławiącego stanowi płytkę, zaś płytka jest połączona z krz.ywą za

Sprężyna jest nawinięta wokół tulei ślizgowo w kierunku osiowym w elemencie dławiącym, przy czym tuleja posiada płaski kołnierz oparty czołowo na powierzchni końcowej komory osiowej uformowanej w tylnej części obudowy dyszy gazowej, przy czym w kołnierzu tulei i korpusie płytki znajdują się promieniste rowki umożliwiające przepływ gazu.

Pomiędzy grupami szczelin znajdują się dodatkowe otwory. Grupy szczelin mają kształt okrągły albo mają kształt wielokąta albo mają kształt inny niż okrągły czy wielokątny. Strefa centralna posiada otwory. Pomiędzy grupami szczeliny tworzą kratę, gdzie n jest liczbą grup szczelin w dwóch sąsiednich rzędach grup szczelin. .

Opracowany sposób spalania gwarantuje znaczną stabilizację płomienia w każdych warunkach doprowadzania gazu do odpowiedniego palnika, na przykład bez względu na rodzaj gazu lub jego wydatek na wylocie z dyszy oraz w każdych warunkach pracy, w przypadku częściowego lub całkowitego zmieszania paliwa z powietrzem, lub sposobu zamontowania palnika, w instalacjach z obiegiem naturalnym lub wymuszonym, umożliwiającego sprowadzenie do zera, lub zmniejszenie do pomijalnie małego poziomu (np. do poziomu standardowego błędu instrumentów pomiarowych) emisji substancji szkodliwych NOx i CO. Zastosowanie tego sposobu zapewnia osiągnięcie stabilnego płomienia o strukturze blaszkowej za pomocą dyfuzora zasilanego zmieszanym z powietrzem w proporcjach hiper- i około-stechiometrycznych, bez względu na to czy spalanie odbywa się w środowisku całkowicie czy też częściowo wypełnionym gazami spalinowymi, oraz bez względu na położenie dyfuzora, nie tylko poziome, ale również pionowe, zbliżone do pionowego lub całkowicie dowolne, a także bez względu na rodzaj stosowanego palnika - cylindrycznego, stożkowego, równoleglościcnnego lub zupełnie dowolnego, oraz bez względu na geometrię i położenie wymiennika ciepła, a tym samym komory spalania. Zapewnione są warunki spalania umożliwiające płynne przechodzenie od zapłonu do spalania ciągłego, uzyskiwanie stabilnego płomienia i pełnego spalania, nawet w przypadku zmiany wydajności i w skrajnych warunkach eksploatacyjnych, a także zapewnienie spalania w pewnej odległości od dyfuzora, a tym samym zapobieganie przegrzaniu palnika. Dzięki rozwiązaniu według wynalazku można zastąpić drogie materiały ogniotrwałe stosunkowo tanimi blachami metalowymi. Można uzyskać wszystkie wspomniane powyżej możliwości przy znacznie zmniejszonych lub ograniczonych kosztach i przy pomijalnie małych poziomach hałasu.

Dzięki rozwiązaniu uzyskano zmniejszenie emisji substancji szkodliwych zwłaszcza NOx i CO, do wartości, odpowiadających standardowym dopuszczalnym błędom instrumentów pomiarowych; wykorzystanie cech związanych ze zmniejszeniem emisji i poziomu hałasu we wszystkich możliwych konstrukcjach palników wyposażonych w dyfuzory z cienkiej blachy metalowej ( o grubości od 0,2 mm do 2 mm) zasilanych całkowicie lub częściowo gotową mieszanką paliwa z powietrzem, zamontowanych w instalacjach z naturalną lub wymuszoną cyrkulacją spalonego powietrza i gazu, a także w instalacjach o modulowanej wydajności; zwiększenie jednostkowej wydajności cieplnej; płomień o strukturze blaszkowej o znacznej stabilności, nawet w przypadku stosowania mieszanki paliwa z powietrzem o składzie hiperstechiometrycznym, i/lub w przypadku przechodzenia od fazy zapłonu do fazy spalania ustalonego, i/lub w przypadku spalania w środowisku całkowicie lub częściowo wypełnionym spalonymi gazami; stałe istnienie odpowiednio wysokiej temperatury przy podstawie płomienia, umożliwiającej podtrzymywania zapłonu, ale na tyle niskiej, żeby blacha metalowa nie była niszczona wskutek przegrzania ani też nie było potrzebne stosowanie dyfuzorów ceramicznych lub wykonanych z innych materiałów odpornych na wysokie temperatury; znaczne zmniejszenie kosztów; zapewnienie funkcjonalnego, prostego i ekonomicznego urządzenia regulującego wydajność; zmniejszenie wysokości palnika, tam gdzie jest to pożądane; dalsze zmniejszenie odległości wymiennika ciepła od dyfuzora.

Przedmiot wynalazku jest przedstawiony na rysunku, na którym fig. 1 przedstawia rzut z góry palnika rurkowego według wynalazku, przeznaczonego do montowania w instalacjach z wymuszoną cyrkulacją spalonego powietrza i gazu, którego oś jest pozioma, a grupy szczelin są

172 727 rozmieszczone na całej powierzchni dyfuzora; fig. 2 przedstawia podłużny i pionowy przekrój poprowadzony wzdłuż linii II-II na fig. 1; fig. 3 przedstawia palnik z fig. 2 w rzucie z lewej strony, w widoku wzdłuż osi podłużnej; fig. 4 przedstawia rzut z góry palnika rurkowego do montowania w instalacjach z naturalną cyrkulacją spalonego powietrza i gazu, w którym grapy szczelin są rozmieszczone na górnej części najwyższej powierzchni dyfuzora; fig. 5 przedstawia rzut z boku palnika z fig. 4; fig. 6 przedstawia palnik z fig. 4 w rzucie z lewej strony, w widoku wzdłuż jego osi podłużnej; fig. 7 przedstawia rzut z góry palnika z dyfuzorem cylindrycznym według wynalazku, którego oś jest pionowa, połączonego z umieszczoną na zewnątrz i prostopadle zwężką Venturiego, w którym grupy szczelin są rozmieszczone wokół najwyższej części powierzchni bocznej dyfuzora; fig. 8 przedstawia przekrój podłużny i pionowy poprowadzony wzdłuż linii VIII-VIIi na fig. 7; fig. 9 przedstawia rzut z góry palnika z umieszczonym pionowo cylindrycznym dyfuzorem według wynalazku, podobnym do pokazanego na fig. 7, ale z zewnętrzną zwężką Venturiego umieszczoną pod i współosiowo z dyfuzorem, oraz z grupami szczelin rozmieszczonymi na bocznej powierzchni dyfuzora; fig. 10 przedstawia przekrój podłużny i pionowy poprowadzony wzdłuż linii X-X na fig. 9; fig. 10a przedstawia izut z uoku smukłego palnika elementarnego przeznaczonego do montażu w zespole, z grupami szczelin rozmieszczonymi wzdłuż górnej części dyfuzora, mającego kształt stożkowy z powierzchniami pochylonymi tworzącymi ze sobą kąt 90° lub większy; fig. 10b przedstawia rzut główny poziomy urządzenia z fig. 10a; fig. 10c przedstawia pośredni przekrój pionowy przez trzy elementy wchodzące w skład palnika pokazanego na fig. 10a; fig, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, przedstawiają profile poprowadzonych pod kątem prostym przekrojów poprzecznych dyfuzorów stosowanych w palnikach pokazanych na fig. 1, 2, 3, 4, 5 i 6, charakteryzuje się krzywoliniowym, wypukłym konturem zamkniętym; fig. 19, 20, 21, 22, 23, 24 przedstawiają profile poprowadzonych pod kątem prostym przekrojów poprzecznych dyfuzorów stosowanych w palnikach pokazanych na fig. 1, 2, 3, 4, 5 i 6, charakteryzujące się konturem wielobocznym z zaokrąglonymi wierzchołkami, na przykład trójkątnym, kwadratowym, pięciokątnym, sześciokątnym i ośmiokątnym; fig. 25 przedstawia jedną z grup szczelin dyfuzora według wynalazku, ze szczegółami i w rozwinięciu, w której szczeliny są rozmieszczone w taki sposób, że ich osie podłużne są do siebie równoległe i zajmują strefę zewnętrzną o zarysie wewnętrznym w kształcie rombu, tworzącego centralną strefę grupy, natomiast kontur zewnętrzny stanowi ośmiokąt; fig. 26 przedstawia w powiększeniu i ze szczegółami grupę szczelin dyfuzora pokazanego na fig. 25, w tym przypadku ze strefą centralną zajętą przez trzy otwory, leżące w jednej linii podłużnej, służące do stabilizacji płomienia; fig. 27 przedstawia w powiększeniu i ze szczegółami grupę szczelin dyfuzora pokazanego na fig. 25, w tym przypadku z jednym otworem w strefie centralnej służącym do stabilizacji płomienia oraz bez dwóch szczelin centralnych; fig. 28 przedstawia w powiększeniu i ze szczegółami grupę szczelin z fig. 27, ale bez otworów w strefie centralnej służących do stabilizacji płomienia; fig. 29 przedstawia w powiększeniu i ze szczegółami grupę szczelin dyfuzora według wynalazku, w której szczeliny są rozmieszczone w taki sposób, że ich osie podłużne są do siebie równoległe i zajmują strefę zewnętrzną w kształcie pierścienia, oraz centralny otwór do stabilizacji płomienia; fig. 30 przedstawia w powiększeniu i ze szczegółami grupę szczelin z fig. 29, ale bez otworów centralnych służących do stabilizacji płomienia; fig. 31 przedstawia w powiększeniu i ze szczegółami grupę szczelin dyfuzora według wynalazku, w której szczeliny są rozmieszczone w strefie zewnętrznej, znajdującej się pomiędzy dwoma praktycznie jednokładnymi owalami, oraz centralny otwór do stabilizacji płomienia; fig. 32 przedstawia w powiększeniu i ze szczegółami grupę szczelin z fig. 31, ale z dwoma otworami w strefie centralnej służącymi do stabilizacji płomienia; fig. 33 przedstawia w powiększeniu i ze szczegółami grupę szczelin znajdujących się w pierścieniowej strefie zewnętrznej, biegnących w kierunku pośrednim pomiędzy promieniowym a stycznym do kołowej strefy centralnej o mniejszym promieniu, poprzedzielanych trójkątnymi otworami; fig. 34 przedstawia w powiększeniu i ze szczegółami grupę szczelin krzywoliniowych znajdujących się w strefie zewnętrznej, ograniczonej dwoma koncentrycznymi prostokątami krzywoliniowymi; fig. 35 przedstawia w powiększeniu i ze szczegółami grupę szczelin znajdujących się w pierścieniowej strefie zewnętrznej, rozmieszczonych poprzecznie i pokrywających się z bokami pewnej liczby koncentrycznych

172 727 pięciokątów wpisanych w pierścień; fig. 36 przedstawia w powiększeniu i ze szczegółami grupę szczelin rozmieszczonych w postaci dwóch promieniowych zespołów o różnych wymiarach wewnątrz pierścieniowej strefy zewnętrznej; fig. 37 przedstawia w powiększeniu i ze szczegółami grupę szczelin mających postać odcinków obwodu owali r\ rr\ on n ąccj długości;

fig. 38 przedstawia w powiększeniu i ze szczegółami grupę łukowych szczelin rozmieszczonych na obwodach koncentrycznych okręgów; fig. 38a przedstawia rzut główny grup złożonych z co najmniej trzech szczelin w kształcie wydłużonych prostokątów każda, korzystnie sześciu podzielnych na dwie grupy, w których szczeliny są rozmieszczone równolegle z zachowaniem stałej odległości pomiędzy środkami i sąsiadują ze strefą centralną o szerokości mniejszej lub równej, na przykład, 3 mm, przy czym odległość pomiędzy grupami wynosi, na przykład od 1 do 4 mm, oraz grupy są usytuowane wzdłuż prostoliniowej osi, równoległej do osi szczelin; fig. 38b przedstawia rzut główny grup podobnych do pokazanych na fig. 38a, w tym przypadku sąsiadujących ze strefą centralną, której oś składa się z prostoliniowych odcinków biegnących zygzakiem; fig. 39 przedstawia rzut z góry płomienia w kształcie dzwonka lub lejka; fig. 40 przedstawia przekrój pionowy poprowadzony wzdłuż linii XL-XLnafig. 39; fig. 41 przedstawia przekrój pionowy poprowadzony wzdłuż linii XLI-XLI na fig. 39, usytuowany prostopadle do przekroju pokazanego na fig. 40; fig. 42 przedstawia rzut aksonometryczny płomienia rozprzestrzeniającego się z grupy szczelin pokazanych na fig. 39,40 i 41; fig. 43 przedstawia rzut z góry powiększonej części najwyższej powierzchni dyfuzora palnika według wynalazku, w którym grupy szczelin znajdują się w regularnych odstępach w jednej linii, równoległej do osi palnika; fig. 44, 45, 46 i 47 przedstawiają rozwinięte rzuty części powierzchni dyfuzora, na których widać grapy szczelin rozmieszczone odpowiednio w dwóch, trzech, czterech lub pięciu rządkach, równoległych do osi dyfuzora, i usytuowane schodkowo względem siebie; fig. 48 i 49 przedstawiają rzuty, na których widać część dyfuzora palnika według wynalazku, z grupami szczelin rozmieszczonymi liniowo wzdłuż dwóch kierunków prostopadłych względem siebie; fig. 50 przedstawia rzut podobny do pokazanego na fig. 43, z grupami szczelin usytuowanymi w układzie kwadratu; fig. 51, 52 i 53 przedstawiają rozwinięte rzuty dyfuzorów o geometrii opartej odpowiednio na ostrosłupie ściętym o podstawie kwadaratowej graniastosłupie trójkątnym i stożku ściętym; fig. 54 przedstawia przekrój podłużny przez dyszę paliwową o zmiennym przekroju wylotowym według wynalazku; fig. 55 przedstawia schemat układu według wynalazku, przeznaczonego do mieszanki, z wymuszonym zasilaniem paliwem i powietrzem; fig. 56 przedstawia przekrój podłużny palnika nisko profilowanego według wynalazku; fig. 57 przedstawia przekrój poprowadzony wzdłuż linii LVII-LVn na fig. 56; fig. 58 przedstawia palnik z fig. 56 w rzucie z góry.

Pokazany na fig. 1 - fig. 3 palnik rurkowy 1 składa się z dyfuzora 2, którego cała powierzchnia roboczajest zajęta przez grupy szczelin 3, usytuowane w odpowiednich układach. W każdej grupie szczelin powstaje płomień 3a w kształcie lejka. Zwężka Venturiego 4 usytuowana jest wewnątrz i ustawiona jest współosiowo z dyfuzorem 2. Jej wlot jest połączony z kołnierzem przednim 5 zakończonym obwodowym występem wewnętrznym 6, którego kształt jest dopasowany do profilu wewnętrznej ścianki dyfuzora 2.

Jeden z zespołów otworów 7 (fig. 3) przechodzi przednią powierzchnią kołnierza 5 na zewnątrz dyfuzora 2 i służy do przykręcania palnika 1 do instalacji gazowej (nie pokazanej).

Tylna pokrywa 8 wstawiona jest w końcówkę dyfuzora 2 i znajduje się w najdalszej odległości od kołnierza 5.

L1 oznacza długość dyfuzora 2, wynoszącą od 10 cm do 1m lub więcej, w zależności od długości komory spalania, w której ma być zainstalowany palnik; L2 oznacza długość zwężki Venturiego, łącznie z końcówką mocującą ją do przedniej części dyfuzora, wynoszącą, korzystnie L1 minus wartość dobrana w taki sposób, żeby średnia prędkość mieszaniny w przepływie wstecznym nie przekraczała 2 m/s, w związku z czym końcówka zwężki 4 może być zaopatrzona w odpowiednie przegrody inwersyjne (nie pokazane); L3 stanowi odległość pomiędzy wlotem dyfuzora a najdalszym krańcem grupy szczelin, natomiast L4 jest różnicą pomiędzy L2 a L3 i wynosi, korzystnie, od 50% do 150% średnicy przekroju wlotowego zwężki Venturiego 4.

172 727

Pokazany na fig. 4 - fig. 6 dyfuzor rurkowy 9 posiada grupy szczelin 3 rozmieszczone na najwyższej części powierzchni bocznej. Dysza 10 osadzona jest na wsporniku 11 przymocowanym do przedniej części kołnierza 5, z której wyrzucana jest mieszanka powietrza i nego σ97ΐι

Pokazany na fig. 7 i fig. 8 palnik 12 posiada umieszczony pionowo dyfuzor rurkowy 12a o kształcie cylindrycznym oraz kanał wlotowy i mieszania 13, w którym może być zwężka Venturiego, umieszczona na zewnątrz i prostopadle do osi dyfuzora 12 i połączona z dolną częścią bocznej ścianki dyfuzora 12a. Wspornik 14 dyszy połączony jest sztywno swoją przednią częścią z górną częścią kanału wlotowego i mieszania 13, w którym znajduje się otwór przelotowy 15 współosiowy z kanałem. Dyfuzor 12a jest zamknięty za pomocą pokryw końcowych 16 i znajdują się w nim grupy szczelin 3 rozmieszczone w postaci kolejnych pasków wokół najwyższej części ścianki bocznej.

Pokazany na fig. 9 i fig. 10 palnik 17a zawiera dyfuzor rurkowy 18 o kształcie cylindrycznym, którego oś zajmuje położenie pionowe, oraz umieszczony na zewnątrz kanał wlotowy i mieszanina 19, współosiowy z dyfuzorem 18 i połączony centralnie z pokrywą dolną 20, a _____wki 19

IWWIU lUlj X>, nmr tai «11 j UU WJ X\.vdl ponodiu posiad jjodjLbiią pvikj wtę gumą .21 oraz kornie^ 22 w która znajduje się w najdalszej odległości od dyfuzora 18 i w której osadzony jest wspornik 23 zwężki ze zwykłym otworem osiowym. Grupy 24 szczelin 3 umieszczone są w kolejnych pasach i zajmują całą dostępną wysokość bocznej ścianki dyfuzora 18, przy czym osie pojedynczych szczelin są prostopadłe do osi dyfuzora 18.

Pokazany na fig. 10a i fig. 10b i fig. 10c wysmukły palnik posiadający korpus 24a przeznaczony jest do współpracy zespołowej z innymi palnikami tworzącymi baterię, w którego skład wchodzi kanał wlotowy w postaci zwężki Venturiego 24b o osi krzywoliniowej, wchodzący najwyższą swoją częścią do komory mieszania i rozdzielczej 24c o wydłużonym kierunku pionowym, równoległościennym korpusie, nad którym z kolei wznosi się dyfuzor 24d o zaokrąglonym lub stożkowym kształcie. Część 24e kanału 24b łączy tylny koniec zwężki Venturiego ze znajdującą się powyżej komorą 24c, a szereg 24f otworów biegnie w kierunku podłużnym nad kanałem łączącym 24e i służy do zmniejszania prędkości mieszaniny powietrza z gazem w tylnym końcu palnika elementarnego 24a.

Literą C oznaczono łączą wysokość komory rozdzielczej 24c i dyfuzora 18; Cl oznacza wysokość płomienia, wynoszącą 10.... 15 mm lub zbliżoną do tej wartości w przypadku gazu naturalnego, rozprzestrzeniającego się z niewielkim halo lub bez niego, wytwarzającego energię cieplną rzędu 2 kW na palnik elementarny 24a; C2 oznacza odpowiednią szerokość pojedynczego płomienia, wynoszącą w przypadku dyfuzora 24d o szerokości około 13...20 mm; C3 oznacza odległość pomiędzy środkami sąsiednich palników elementarnych 24a, typowo 18....25 mm; literą Z oznaczono przewód gazu, Z1 jedną z wielu dysz umieszczonych poprzecznie do przewodu i współosiowo z wlotem do odpowiedniej zwężki Venturiego 24b, a 22 - wspornik nośny palnika elementarnego 24a, przymocowany z kolei do podpory Z3 znajdującej się pomiędzy przewodem, a wlotem do zwężki Venturiego

Na fig. 11 pokazano profil 25 przekroju poprzecznego dyfuzora rurkowego zainstalowanego w palniku 1, utworzony z równoległych odcinków prostoliniowych 26, połączonych w części górnej i dolnej stycznymi łukami 27; Grupy szczelin mogą być rozmieszczone na najwyższej powierzchni takiego dyfuzora albo też w najwyższej części powierzchni bocznej.

Na fig. 12 pokazano podobny profil 28, składający się z krzywoliniowych odcinków wypukłych 29, połączonych ze sobą w podobny sposób.

Na fig. 13 pokazano profil 30 przekroju poprzecznego dyfuzora, utworzony przez krzywoliniowe odcinki boczne 31, zbiegające się ku dołowi i połączone ze sobą łukiem dolnym 32 oraz częścią górną, złożoną z w zasadzie prostoliniowego odcinka środkowego 33 i dwóch odpowiednich łuków 34.

Na fig. 14 pokazano profil 35, taki sam jak na fig. 13, ale o osi pionowej obróconej o 180°. W podobny sposób można obrócić wszystkie opisane powyżej profile.

Na fig. 15 pokazano 36 podobny do pokazanego na fig. 13, ale o bokach z mniejszym promieniem krzywizny.

Na fig. 16 pokazano kołowy profil 37 przekroju poprzecznego dyfuzora rurkowego.

172 727

Na fig. 17 pokazano asymetryczny, eliptyczny profil 38 przekroju poprzecznego, w którym płomień krzywizny odcinka górnego jest mniejszy od odpowiedniego promienia krzywizny części donnej

CL .o ίΝα ng.

i — on f_u i ii·.*.

io pwu^iuu piwu □ > uywz^Td W unjKĄia, odcinków ziOŻOncgO c krzywoliniowych, z zaokrąglonymi narożami i wierzchołkiem skierowanym ku dołowi.

Na fig. 19 pokazano kolejny profil trójkątny 40, złożony z odcinków prostoliniowych, z zaokrąglonymi narożami i wierzchołkami skierowanymi ku górze.

Na fig. 20 pokazano profil 41 przekroju poprzecznego dyfuzora w kształcie kwadratu z zaokrąglonymi narożami.

Na fig. 21 pokazano profil 42 podobny do pokazanego na figurze poprzedniej, ale w tym przypadku w kształcie prostokąta.

Na fig. 22 pokazano profil przekroju poprzecznego dyfuzora w kształcie pięciokąta z zaokrąglonymi narożami.

Na fig. 23 i 24 pokazano przekroje poprzeczne 44 i 45 w kształcie, odpowiednio, sześciokąta i ośmiokąta.

Na fig. 25 pokazano grupę czternastu szczelin 46a, z których każda jest w postaci wydłużonego prostokąta w ten sposób, że ich osie są równoległe i biegną poprzecznie lub równolegle do osi dyfuzora, a nawet pod pewnym kątem w stosunku do jego osi, wynoszącym, korzystnie, około 45°. Szczeliny są rozmieszczone w dziewięciu rzędach i wszystkie mieszczą się w obszarze profilu o kształcie ośmiokąta, przy czym pięć najbardziej wewnętrznych stanowią dwie współosiowe szczeliny umieszczone po obu stronach i stycznie do nie perforowanej rombowej strefy centralnej Ac o polu powierzchni 5....40 mm² i jednej przekątnej równoległej do osi szczelin. Pole powierzchni Ap leży pomiędzy ośmiokątem a rombem, będąc w praktyce od 3 do 10 razy większe od pola obszaru centralnego Ac. Oznaczono podziałkę P lub odległość pomiędzy środkami sąsiednich szczelin w jednej grupie, przy czym może ona być stała lub zmienna i równa lub większa, na przykład, od 1,25 mm. Natomiast długość każdej szczeliny wynosi, korzystnie, od 2 do 15 mm, a szerokość od około 0,4 do około 0,7 mm w przypadku kiedy są wycięte w blasze metalowej o grubości od 0,4 do 0,65 mm.

Nafig. 26 pokazano grupę 47 szczelin 46a, taką samąjakpokazananafig. 25, w kombinacji z dodatkowymi otworami centralnymi o średnicy D, wynoszącej od około 0,6 do około 1 mm, których zadaniem jest stabilizacja płomienia. Korzystnie, otwory centralne są rozmieszczone wzdłuż jednej z przekątnych rombowej strefy centralnej i może ich być korzystnie, trzy lub od 1 do 5, przy czym odległość H pomiędzy ich środkami wynosi, korzystnie, około 1,4 mm.

Na fig. 27 pokazano grupę 48 szczelin podobną do pokazanej na fig. 25, ale w kombinacji z otworem centralnym 48a, przeznaczonym do stabilizacji płomienia i bez środkowej pary szczelin.

Na fig. 28 pokazano grupę szczelin 49, taką samąjak pokazana na fig. 27, ale bez otworu centralnego do stabilizacji płomienia.

Na fig. 29 pokazano grupę 50 czternastu szczelin 46a rozmieszczonych w ten sposób, że ich osie są równoległe do siebie i leżą poprzecznie lub równolegle do osi dyfuzora lub nawet pod pewnym kątem do tej osi, wynoszącym, korzystnie, 45°, przy czym każda pojedyncza szczelina ma kształt wydłużonego prostokąta z zaokrąglonymi końcami. Szczeliny są rozmieszczone w taki sposób, że są styczne do jednego lub dwóch koncentrycznych okręgów tworzących pierścieniową strefę zewnętrzną; R1 jest promieniem wewnętrznego okręgu pierścienia, równym lub mniejszym od około 3,5 mm, a R2 jest promieniem okręgu zewnętrznego, równym lub mniejszym niż 8 mm, natomiast szerokość oraz odległość pomiędzy środkami szczelin są takie same jak pokazane w opisie na fig. 25. Pokazano również centralny otwór stabilizujący 51, którego średnica Dl wynosi około 0,6 do około 1 mm.

Na fig. 30 pokazano grupę 52 dwunastu szczelin, taką samąjak pokazane na fig. 29, ale bez otworu centralnego stabilizującego płomień.

Na fig. 31 pokazano grupę 53 dwunastu szczelin, leżących poprzecznie lub podłużnie względem osi dyfuzora, albo tworzących z nią kąt, korzystnie, 45° lub zbliżony, rozmieszczonych w ten sposób, że są zewnętrznie styczne do owalu F, którego dłuższa oś jest prostopadła do osi szczelin. Ogniska G, G1 owalu są położone symetrycznie po obu stronach dłuższej osi

172 727 owalu F, stanowiące środki łuków o takich samych promieniach R3 i R4, natomiast dwa kolejne łuki są zataczane odpowiednich środków N i N1, położonych symetrycznie po obu stronach krótszej osi owalu, równymi promieniami r i r1. Promienie R3 i R4 są równe lub większe od 5 mm, a t /~\ mi n c f r»rf\W,cini o »· i »» ca IIUIUHIIUOI pi VliiiVJUV a 1 - - — ca równe połowie promieni XV* '» TT iv pivmivui

R3 i R4 lub zbliżone do tej wartości.

Owal wewnętrzny F1 jest styczny do wewnętrznych końców szczelin grup, i w zasadzie jednokładny z owalem zewnętrznym F; wymiary i odległość pomiędzy środkami szczelin mogą być takie same. na przykład, jak w przypadku grupy szczelin 46, pokazanej na fig. 25 i opisanej powyżej. Pokazano otwór centralny 54 do stabilizacji płomienia, o średnicy wynoszącej w przybliżeniu od 0,6 do 1 mm.

Na fig. 32 pokazano grupę szczelin 55 podobną do pokazanej na fig. 31, ale w kombinacji z dwoma otworami 54 do stabilizacji płomienia.

Na fig. 33 pokazano grupę 56 szczelin w postaci skośnych wydłużonych prostokątów, zaś grupa 57 ma kształt trójkąta.

Na fig. 34 pokazano grupę 58 szczelin w postaci wydłużonych łuków.

χτ. r- f gc__i______j_______m____u*— n i

INd Ug. JJ pUKdZdnu JCUH4 z. gi uy jy azuzcim, nwm yuis^^ woj^ się k uujkcuih

Na fig. 36 pokazano różne grupy 60, 61 szczelin promieniowych ustawionych w dwóch zbiorach.

Pokazane na fig.37 grupy 62, 63 szczelin są ułożone w postaci łukowych odcinków.

Pokazana na fig. 38 grupa 64 szczelin pokrywa się z koncentrycznymi okręgami.

Na fig. 38a pokazano rzut główny grup złożonych z co najmniej trzech szczelin w kształcie wydłużonych prostokątów każda, korzystnie sześciu, podzielonych na dwie grupy, w których szczeliny są rozmieszczone równoległe z zachowaniem stałej odległości pomiędzy środkami i sąsiadują ze strefą centralną o szerokości mniejszej lub równej, na przykład, 3 mm, przy czym odległość pomiędzy grapami wynosi, na przykład, od 1 do 4 mm, oraz grupy są usytuowane wzdłuż prostoliniowej osi, równoległej do osi szczelin.

Na fig. 38b pokazano rzut główny grup podobnych do pokazanych na fig. 38a, w tym przypadku sąsiadujących ze strefą centralną, której oś składa się z prostoliniowych odcinków biegnących zygzakiem.

Na fig. 39 pokazano rzut z góry płomienia w kształcie dzwonka lub lejka.

Na fig. 40 pokazano przekrój pionowy poprowadzony wzdłuż linii XL-XL na fig. 39.

Na fig. 41 pokazano przekrój pionowy poprowadzony wzdłuż linii XLI-XLI na fig. 39, usytuowany prostopadle do przekroju pokazanego na fig. 40.

Na fig. 42 pokazano rzut aksonometryczny płomienia rozprzestrzeniającego się z grupy szczelin pokazanych na fig. 39, 40 i 41.

Na fig. 43 oznaczono podziałkę P1 podłużną lub odległość pomiędzy środkami grup szczelin, która może być stała lub zmienna, natomiast P2 na fig. 44 oznacza podziałkę poprzeczną pomiędzy grupami szczelin, która również może być zmienna. Ponad to grupy szczelin pokazane na fig. 43 do 50 można zastąpić dowolnym typem grup pokazanych na fig. 25 do 42.

Na fig. 44,45,46 i 47 pokazano rozwinięte rzuty części powierzchni dyfuzora, na których widać grupy szczelin rozmieszczone odpowiednio w dwóch, trzech, czterech lub pięciu rządkach, równoległych do osi dyfuzora, i usytuowane schodkowo względem siebie.

Na fig. 48 i 49 pokazano rzuty, na których widać część dyfuzora palnika według wynalazku, z grupami szczelin rozmieszczonymi liniowo wzdłuż dwóch kierunków prostopadłych względem siebie.

Na fig. 50 pokazano zbiór grup 50 szczelin, których środki pokrywają się z wierzchołkami i leżą na każdym boku kwadratu o krawędzi M, przy czym podłużne osie szczelin grup leżących w narożach biegną pod kątem, korzystnie, 45° do osi dyfuzora, przy czym podziałkę P3 z jaką rozmieszczone są zbiory grup.

Na fig. 51 pokazano kwadrat 66 stanowiący mniejszą podstawę dyfuzora w kształcie ostrosłupa ściętego, oraz jego ścianki 67 w kształcie trapezów.

Na fig. 52 górna ścianka 68 jest w postaci trójkąta równoramiennego i stanowi część dyfuzora w kształcie graniastosłupa trójkątnego, który posiada ściankę kwadratową 69 i dwie ścianki prostokątne 70.

172 727

Na fig. 53 pokazano okrąg, który stanowi mniejszą podstawę dyfuzora w kształcie stożka ściętego i posiada rozwiniętą powierzchnię stożkową 72.

Na fig. 54 pokazano zespół dyszy, w którego skład wchodzi krzywka 73 współpracująca z płytką 74 trzonu 75 w zaworze dławiącym 76 o przekroju stożkowym. Walcowa sprężyna zwojowa 77 otacza tuleję 78 osadzoną ślizgowo na trzonie 75, za pośrednictwem którego płytka 74 jest przesuwana, aby zetknąć się z krzywką 73, a liczbą 79 kołnierz tulei współpracującej czołowo z powierzchnią końcową 80 współosiowej komory 81 uformowanej w końcowej części odpowiedniej obudowy 82 zaworu, w której znajduje się otwór 83 w kształcie stożka ściętego, usytuowany współosiowo z trzonem. Kąt U jest umieszczony pomiędzy tworzącymi otworu 83 w kształcie stożka ściętego, który może być równy 10° lub więcej, zaś kąt Y jest umieszczony pomiędzy tworzącymi stożkowej końcówki trzonu 75, równy w przybliżeniu kątowi U. Promieniowe szczeliny 84 są umieszczone w przedniej części tulei 78, zaś rowki 85 - w korpusie płytki 74 - zadaniem jednych i drugich jest umożliwienie przepływu płynu do otworu.

Na fig. 55 pokazano sprężarkę 86, której wylot znajduje się w kanale recyrkulacyjnym 88 o przepływie regulowanym za pomocą zaworu 89 przestawionego do położenia zamkniętego za » ΑΛ · .1 1. i 4 1 * ·. ‘t * r\ + i · pomocą sprężyny 90, i do którego kierowane jest powietrze z rurociągu 91 o przepływie regulowanym za pomocą pierwszego zaworu dwupołożeniowego 92, połączonego z wlotem 93, do którego kierowany jest gaz, również za pośrednictwem odpowiedniego zaworu 94 z następnego rurociągu 95. Palnik posiada korpus 96.

Na fig. 56 i fig. 57 i fig. 58 pokazano dyfuzor 97 palnika, o przekroju poprzecznym w kształcie pary płatów bocznych 98 oskrzydlających podłużnie otwór wlotowy 99 palnika, zaś podłużna przegroda 100 ma w przekroju kształt odwróconej litery omega i służy do wytwarzania kanałów mieszania o krętych osiach symetrii. Na każdym końcu dyfuzora 97 znajdują się pokrywy 101.

Co do ujawnionego sposobu, który może być stosowany przy założeniu dwóch poziomów mieszania wstępnego, odpowiednio ze stopniem napowietrzania równym lub mniejszym od 1,1 lub stałe większym od 1,1 należy zauważyć, że spełnienie danego warunku, a nie innego, zależy nie tylko od sposobu zainstalowania palnika w odpowiednim urządzeniu ale zwłaszcza od temperatury, i od wysokości kolumny gazu i wysokości aerodynamicznej instalacji, które płyną gazy spalinowe z powietrzem. W związku z tym oba te poziomy nie zależą wyłącznie od rodzaju spalania i parametrów konstrukcyjnych palnika i układu.

Poniżej przedstawiono przykłady ilustrujące sposoby planowania obliczeń parametrów technicznych palników realizujących sposób według wynalazku, przeznaczonych do działania w obu rodzajach wspomnianych warunków.

Przykład 1. Palnik rurkowy do urządzeń działających w warunkach cyrkulacji naturalnej spalonego powietrza i gazu, i przy dowolnym danym stopniu napowietrzania, w którego skład wchodzą:

a1) Sekcja korpusu palnika o wydłużeniu (stosunek wysokości do szerokości wynoszącym, korzystnie, powyżej 1,5, umożliwiającym uzyskanie w pierścieniowym obszarze pomiędzy zwężką Venturiego a dyfuzorem prędkości mieszaniny nie większej niż 2 m/s.

b1) Zwężka Venturiego umożliwiająca uzyskanie w gardzieli średniej prędkości mieszaniny równej lub mniejszej od 4 m/s; długość zwężki Venturiego większa od perforowanej powierzchni dyfuzora co najmniej o wartość równą 50.... 100% przekroju wylotowego; odległość pomiędzy przekrojem wylotowym zwężki Venturiego a końcową ścianą dyfuzora dobrana w taki sposób, żeby prędkość mieszaniny po zawróceniu była przeciętnie większa od 2/s.

c1) Grupy szczelin rozmieszczone co najmniej na najwyższej powierzchni dyfuzora o osi poziomej i zajmującej obszar o powierzchni całkowitej dobrany w taki sposób, żeby obciążenie jednostkowe dyfuzora było mniejsze od 0,7 kW/cm²; pojedyncze szczeliny rozmieszczone wokół i biegnące poprzecznie' lub ¹ stycznie do strefy centralnej, wewnątrz której znajdują się pomocnicze mniejsze otwory,-lub inne elementy, mające kształt kołowy, prostokątny, trójkątny, trapezowy lub inny, różny od geometrycznego; w strefie centralnej mogą znajdować się otwory lub inne elementy według wynalazku.

172 727 d 1) Rozmieszczenie grupy szczelin w rzędach (poprzecznie do osi dyfuzora) odsuniętychjeden od drugiego na odległość wynoszącą co najmniej 65% maksymalnego wymiaru poprzecznego grupy, przy czym odległość osiowa pomiędzy grupami dwóch kolejnych zespołów jest równa co najmniej nd/2, gdzie d jest osiowym wymiarem jednej grupy, a n jest liczbą grup w jednym rzędzie, lub w dwóch kolejnych rzędach w układzie krzyżowym.

e1) Dysze podające paliwo o zmiennym przekroju wylotowy, według wynalazku.

Przykład 2. Palnik rurkowy do urządzeń pracujących w warunkach wymuszonej cyrkulacji spalonego powietrza i gazu oraz przy stopniu napowietrzania powyżej 1,1, w którego skład wchodzą:

a2) Sekcja korpusu palnika z dyfuzorem o profilu rurkowym, kołowym, wielobocznym lub dowolnym.

b2) Urządzenie mieszające o konstrukcji alternatywnej w stosunku do zwężki Venturiego. c2) Grupy szczelin rozmieszczone na całej powierzchni dyfuzora.

d2) Rozmieszczenie grup szczelin w rządkach w taki sposób, że jedna znajduje się od drugiej w odległości wynoszącej co najmniej 65% maksymalnego wymiaru grupy, mierzonego w haoniłilzn rłetami e2) Ciśnienia na wylocie z dyszy, wynoszące od 100 do 450 mbarów przy maksymalnej wydajności, w zależności od tego w jakim stopniu pokonanie wzrostu ciśnienia wpływa na cyrkulację gazów spalinowych (wiadomo, niespodziewanie, że wartość stopnia napowietrzania pozostaje stałapomimo spadku ciśnienia), utrzymywane, korzystnie, za pomocą sprężarki odśrodkowej o zmiennej prędkości, której wylot znajduje się w recyrkulacyjnej części strumienia zasilającego, natomiast wlot jest połączony z zaworami dwupołożeniowymi, regulującymi podawanie gazu i powietrza i zmieniającymi przepływ w sposób zapewniający płynne przejście od fazy zapłonu do spalania ciągłego poprzez początkowe napełnianie komory spalania powietrzem.

Przykład 3. Palnik w postaci dopasowanych do siebie połówek, przeznaczonych do zamontowania, korzystnie, w formie baterii palników elementarnych, w urządzeniach z naturalną lub wymuszoną cyrkulacją gazów spalinowych oraz o dowolnym danym stopniu napowietrzania. a3) W zasadzie wysoki element mieszający i rozdzielczy o przekroju w kształcie wydłużonego prostokąta, wstawiany pomiędzy przekrój wylotowy zwężki Venturiego o krzywoliniowej osi, a dyfuzor.

b3) Grupy szczelin według wynalazku, rozmieszczone w linii, podłużnie wzdłuż najwyższej powierzchni dyfuzora, oddalone jedna od drugiej na odległość określoną po prostu jako mniejsza od połowy podłużnego wymiaru grupy.

Przykład 4. Palnik z dyfuzorem rurkowym o osi poziomej i współosiowej z nim wewnętrznej zwężce Venturiego.

- długość dyfuzora 394,6 imn

- długość zwężki Venturiego 3(519 mm

- średnica gardzieli zwężki Venturiego 26 mm

- średnica wylotu zwężki Venturiego 3(5 mm

- odległość pomiędzy wlotem do dyfuzora a najdalszą grupą szczelin 324 rmn

Geometria dyfuzora

Profil przekroju poprzecznego utworzony przez parę leżących naprzeciwko siebie i zbiegających się ku górze linii krzywych połączonych w najwyższej części łukiem a w dolnej następnymi łukami tworzącymi krzywoliniową podstawę (patrz fig. 14):

- wysokość dyfuzora 61,(3 mm

- szerokość dyfuzora 51,(5 mm

- promień krzywizny każdego z dwóch leżących naprzeciwko siebie boków 76 mm

- promień krzywizny podstawy 45,5 mm

- promień górnego łuku łączącego 23 mm

- promienie łuków łączących boki z podstawą 1)3 mm

- środki podstawy i łuku górnego leżą na pionowej osi symetrii dyfuzora

- środki leżących naprzeciwko siebie boków leżą na poziomej osi po obu stronach pionowej osi symetrii.

727 272

Topografia szczelin w każdej grupie

- szerokość pojedynczej szczeliny 0,5 imn

- odległość pomiędzy środkami szczelin L25 mm _- liczba szczelin 14

- szczeliny rozmieszczone w taki sposób, że ich osie są do siebie równoległe i leżą wewnątrz strefy zewnętrznej ograniczonej od wewnątrz rombem o przekątnej dłuższej i krótszej, wynoszącymi, odpowiednio 6,1 mm i 5,5 mm i od zewnątrz ośmiokątem foremnym o apotemie około 5,75 mm

Rozmieszczenie grup szczelin

Grupy są rozmieszczone wzdłuż górnej powierzchni dyfuzora w czterech podłużnych zbiorach usytuowanych schodkowo względem siebie w odległości 13 mm, lub w odległości wyraźnie różniącej się od połowy odległości dzielącej grupy tego samego zbioru i odsuniętych od siebie w kierunku poprzecznym o odległość (podziałka P2 na fig. 46) 13 mm przy odległości dzielącej grupy tego samego zbioru (P1) wynoszącej 26 mm.

Przykład 5. Palnik z dyfuzorem rurkowym o osi poziomej i współosiowej z nim wewnętrznej zwężce v enturiego.

- długość dyfuzora 335,6 mm

- długość zwężki Venturiego 290 imn

- średnica gardzieli zwężki Venturiego 26 mm

- średnica wylotu zwężki Venturiego 355 mm

- odległość pomiędzy wlotem do dyfuzora a najdalszą grupą szczelin 290,6 mm

Geometria dyfuzora

Profil przekroju poprzecznego utworzony przez parę leżących naprzeciwko siebie i zbiegających się ku dołowi linii krzywych połączonych w dolnej części łukiem, a w górnej następnymi łukami, tworzącymi krzywoliniowy odcinek górny (fig. 13), o wymiarach odpowiadających wymiarom podanym w przykładzie 4, uzyskany dzięki obrotowi odpowiedniej osi symetrii o 180°.

Topografia szczelin w każdej grupie

Taka sama jak w przykładzie 4.

Rozmieszczenie grup szczelin

Grupy są rozmieszczone wzdłuż górnej powierzchni dyfuzora w czterech podłużnych zbiorach usytuowanych schodkowo względem siebie w odległości 14,8 mm, lub w odległości wyraźnie różniącej się od połowy odległości dzielącej grupy tego samego zbioru, i odsuniętych od siebie w kierunku poprzecznym o podziałkę poprzeczną (P7) 13 mm i podziałkę podłużną (P7) 29,5 mm.

Przykład 6. Palnik z dyfuzorem rurkowym o osi poziomej i współosiowej z nim wewnętrznej zwężce Venturiego.

- długość dyfuzora 336,5 mm

- długość zwężki Venturiego 302 mm

- średnica gardzieli zwężki Venturiego 30 mm

- średnica wylotu zwężki Venturiego 42 mm

- odległość pomiędzy wlotem do dyfuzora a najdalszą grupą szczelin 294,5 mm

Geometria dyfuzora

Profil przekroju poprzecznego utworzony przez parę leżących naprzeciwko siebie i zbiegających się ku dołowi krzywych, połączonych w dolnej części łukiem, a w górnej następnymi łukami, tworzącymi krzywoliniowy odcinek górny (fig. 13):

- wysokość dyfuzora 82,9 mm

- i szerokość dyfuzora 54,5 mm

- promień krzywizny każdego w dwóch leżących naprzeciwko siebie boków 156 mm

- promień dolnego łuku łączącego 2(3,7 mm

- promień krzywizny odcinka górnego 44,2 mm

- promienie łuków łączących boki z częścią ggmą 13 mm

- środki odcinka górnego i dolnego łuku łączącego leżą na pionowej osi symetrii dyfuzora;

172 727

- środki leżących naprzeciwko siebie boków leżą w odległości 13,5 mm od poziomej osi po obu stronach pionowej osi symetrii.

Topografia szczelin

ΈοΕο rnrno iqV uz λ

OŁUHU JUJa W ruuu^v T.

Rozmieszczenie grup szczelin

Grupy są rozmieszczone wzdłuż górnej powierzchni dyfuzora w czterech podłużnych zbiorach usytuowanych schodkowo względem siebie w odległości 13 mm, lub w odległości wyraźnie różniącej się od połowy odległości dzielącej grupy tego samego zbioru, i odsuniętych od siebie w kierunku poprzecznym o podziałkę poprzeczną (P2) 14 mm pomiędzy pierwszym a drugim zbiorem oraz pomiędzy trzecim i czwartym zbiorem, oraz o 13 mm pomiędzy drugim a trzecim zbiorem, i podziałkę podłużną (P1) 26 mm.

Przykład 7. Palnik złożony z baterii oddzielnych wysmukłych dyfuzorów elementarnych o przekroju poprzecznym w postaci wydłużonego prostokąta, każdy o wydajności około 2 kW, instalowany w urządzeniach z naturalną cyrkulacją spalonego powietrza i gazu:

- długość szczeliny od około 2 mm do około 3 mm;

- szerokość szczeliny od około 0,5 mm do okuło 0,7 uuu,

- podziałka szczelin równa lub większa od 1,3 mm;

- średnica centralnych otworów stabilizujących płomień od około 0,6 mm do około 1 mm;

- odległość pomiędzy środkami otworów stabilizujących od około 1,3 mm do około

1,7 mm;

- podziałka poprzeczna wysmukłych palników elementarnych od około 18 mm do około 25 mm;

- podziałka grup szczelin od około 12 mm do około 17 mm;

- większy promień zewnętrznego owalu profilu od około 5 mm do około 15 mm;

- mniejszy promień zewnętrznego owalu profilu od około 2,5 mm do około 7,5 mm;

- odległość pomiędzy górną powierzchnią dyfuzora a dolną powierzchnią wymiennika ciepła od około 80 mm do około 160 mm;

- wysokość komory rozdzielczej od kilku mm do 50 mm.

Przykład 8. Palnik złożony z baterii oddzielnych wysmukłych dyfuzorów elementarnych o przekroju poprzecznym w postaci wydłużonego prostokąta, przeznaczony do montażu w urządzeniu z naturalną cyrkulacją spalonego powietrza i gazu:

- rodzaj dyfuzora: blaaha metalowa,lekko wypukły;

- szerokość dyfuzora 8 mm

- wysokość komory rozdzielczej 55) imn

- liczba szczelin na grupę na każdym z dwóch boków 5

- liczba najbardziej skrajnych szczelin na grupę 2

- długość pojedynczej szczeliny 2,,» mm

- szerokość pojedynczej szczeliny 0,(^5 imn

- szerokość każdej grupy 7,77 imn

- długość każdej grupy (pomiędzy osiami skrajnych szczelin) 7,, mm

- podziałka szczelin 13 mm

- podziałka grup 12, 25 mm

Przykład 9. Palnik złożony z baterii oddzielnych wysmukłych dyfuzorów elementarnych o przekroju poprzecznym w postaci wydłużonego prostokąta, przeznaczony do montażu w urządzeniu z naturalną cyrkulacją spalonego powietrza i gazu:

- rodzaj dyfuzora: blaαhareetal0wa, 1 a^k^o ι/υριιΚΟυ;

- szerokość dyfuzora 8 imm

- wysokość komory rozdzielczej 550 mm

- liczba szczelin na grupę na każdym z dwóch boków 5

- liczba najbardziej skrajnych szczelin na grupę 2

- długość pojedynczej szczeliny 2,,5 mm

- szerokość pojedynczej szczeliny 0,65 mm

- szerokość każdej grupy 7,75 mm

- długość każdej grupy (pomiędzy osiami skrajnych szczelin) 7,8 mm

172 727 podziałka szczelin podziałka grup średnica otworu centralnego

Pal nil·

1,3 mm 12, 25 mm

0,8 mm

.. _ ..... ... ........ łio1nvii £»l^w/łł-i nwęrnn Vł-tnol·» Λχτ-Ρ» -»·-»Λ*·Αιτρ j -*-i x o *d x\z. e ty\s^\sLij w uwwm vu<*^vn^ VXX TVjoxmiAljVU UjlUŁwiW» elementarnych o przekroju poprzecznym w postaci wydłużonego prostokąta, przeznaczony do montażu w urządzeniu z naturalną cyrkulacją spalonego powietrza i gazu:

- rodzaj dyfuzora: blacha metalowa, lekko wypukły;

- szerokość dyfuzora

- wysokość komory rozdzielczej

- liczba szczelin na grupę na każdym z dwóch boków

- liczba najbardziej skrajnych szczelin na grupę

- długość pojedynczej szczeliny

- szerokość pojedynczej szczeliny

- szerokość każdej grupy

- długość każdej grupy (pomiędzy osiami skrajnych szczeiin) mm 50 mm

2

2,5 mm 0,65 mm 7,75 mm

7,8 mm o____

1,,3 nim

- podziałka grup 12 , 25 mmi

- średnica dwóch otworów centralnych 0,8 mm

- odległość pomiędzy środkami otworów centralnych 1,4 mm

W warunkach realizacji można zastosować inne materiały oraz wprowadzić inne wymiary i szczegółowe rozwiązania konstrukcyjne urządzenia według wynalazku, różniące się od ujawnionych, ale równoważne w kategoriach technicznych i nie wykraczające poza granice ochrony określone w załączonych zastrzeżeniach patentowych.

Przykładowo, opisane i zilustrowane rozmieszczenia otworów i szczelin odnoszą się nie tylko do konwencjonalnych dyfuzorów rurkowych i/lub dyfuzorów wysmukłych i ich pochodnych, ale również do wszelkich dyfuzorów o geometrii według nowych koncepcji.

727 272

172 727

.6

172 727

Fig. 7

Ί.Ί2Ί2Π

727 272

Fig.lOa

24a

172 727

Fig. 10c \ I

	C2

3a i

a

727 111

/

3S

Fig.17

Fig.18

172 727

-\ \_) /

Fig.21

Fig.23

Fig.24

Υ12Ί2Ί

Fig. 25

η	k	*	J	p
L	J (		Q-1 X	J
z	)	±L *	»*>	V-

\r

46a “46 a

Fig. 25

172 727

.27

46a

0/

Fig. 28

.46 a

Fig.30

172 727

Fig.32

727 272

Fig.35

172 727

Fig.36

Fig.38

1Τ2 ΊΊ

Fig. 38a

U

fifi

Fig. 38 b

46a

172 727

Fig.42

Fig.39

172 727

Fig.45

Fig.46

172 727

Fig.48

£zJ p₂

Fig.47

o o o

Λ ft A

,--1

727 272

172 727

Fig.54

172 727

ι|

U

172 727

Fig.l __2

Fi g3

Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 90 egz. Cena 6,00 zł

Claims

Zastrzeżenia patentowe

1. Sposób spalania gazów w palniku z dyfuzorem zawierającym wiele szczelin rozmieszczonych w grupach, określający przestrzeń wyrzutową dla mieszaniny paliwa gazowego z powietrzem, każda z grup powoduje wytworzenie wysmukłych płomieni o strukturze blaszkowej, znamienny tym, że miesza się paliwo gazowe z powietrzem i tworzy się mieszankę, której współczynnik napowietrzania wynosi od 0,9 do 1,6 i tę mieszankę dostarcza się do szczelin dyfuzora, przy czym wytwarza się jednostkowe obciążenie dyfuzora palnika w granicach 0,3-0,8 kw/cm² przy maksymalnej dopuszczalnej wydajności, a następnie po wytworzeniu częściowej próżni za pomocą mieszanki uchodzącej ze szczelin, odchyla się nią obwodową część gazów spalinowych i chłodzi się gazy spalinowe, po czym miesza się z powietrzem wtórnym w proporcji 10% do 100% tworząc zewnętrzną powierzchnię płomieni płatowych.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, ze stosuje się stopień napowietrzania od 0,9 do 1,4.
3. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że stosuje się stopień napowietrzania od 1,1 do 1,6.
4. Sposób według zastrz. 3, znamienny tym, że stosuje się stopień napowietrzania od 1,2 do 1,3.
5. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że paliwo gazowe dostarcza się pod ciśnieniem 100 do 450 mbar.
6. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że mieszaninę gaz/powietrze spręża się sprężarką do ciśnienia od 100 do 450 hektopaskali, osiąga się wymuszoną cyrkulację powietrza spalania i gazu, a następnie mieszankę podaje się poprzez dyszę do dyfuzora, przy czym w sprężarce przemiennie włącza się i wyłącza zawory i reguluje się zasilanie dyfuzora powietrzem i gazem.
7. Urządzenie do spalania gazów składające się z korpusu i dyfuzora wyposażonego w wiele szczelin rozmieszczonych w grupach, pizy czym szczeliny określają przestrzeń wyrzutową dla mieszanki gaz/pierwotne powietrze, znamienne tym, że szczeliny dyfuzora w każdej grupie są rozmieszczone bezpośrednio w przestrzeni strefy zewnętrznej (Ap) obejmującej przestrzeń strefy centralnej (Ac), przy czym stosunek powierzchni strefy zewnętrznej (Ap) do powierzchni strefy centralnej (Ac) wynosi od 3 do 10, zaś stosunek powierzchni wyrzutowej i powierzchni strefy zewnętrznej jest nie mniejszy niż 1/3,5, przy czym dyfuzor, korzystnie jest połączony z dyszą (10, 82).
8. Urządzenie według zastrz. 7, znamienne tym, że strefa centralna (Ac) zawiera otwory, zajmujące powierzchnię większą niż 20% strefy centralnej, stanowiąc stabilizator płomienia.
9. Urządzenie według zastrz 7, znamienne tym, że wewnętrzna strefa (Ap) jest utworzona przez parę koncentrycznych kół.
10. Urządzenie według zastrz 7, znamienne tym, że wewnętrzna strefa (Ap) jest utworzona przez parę koncentrycznych elips.
11. Urządzenie według zastrz 7, znamienne tym, że korpus palnika ma przekrój poprzeczny o profilu dwupłatowym ze skierowanymi w dół i tworzącymi u dołu dwa poprzeczne kanały oraz posiadającymi dwa okna wlotowe (99) dla mieszanki paliwa z powietrzem, dwoma płatami (98), przy których jest umieszczona podłużna przegroda (100) o profilu w kształcie odwróconej litery omega biegnąca wzdłuż całej długości palnika i tworzącą dwa kanały o sinusoidalnej osi i rosnącym przekroju poprzecznym, a dyfuzor (12) posiada płaski, korzystnie nieco wypukły profil.
12. Urządzenie według zastrz 7, znamienne tym, że dysza gazowa (82) jest nastawną wylotową dyszą gazową, zaopatrzoną w trzon zaworowy (75), zawierający stożkowy element dławiący (76) z kątem zbieżności od 0 do 10 stopni, przy czym element dławiący (76) jest zamocowany ruchomo w stożkowym otworze (83), umieszczonym w osłonie zaworu, przy czym

172 727 stożkowy otwór (83) ma kąt w zasadzie identyczny z kątem zbieżności elementu dławiącego (76), przy czym tylny koniec elementu dławiącego (76) styka się z krzywką (73).
13. Urządzenie według zastrz 7, znamienne tym, że dysza gazowa (10, 82) dyfuzora (2) u»et 'z^cilana miACTanma nnwiełrsa iMArwAhwwą o nnmnna tt ” VU1V^V/ OpiyZjUlKl £/VO±ttVŁttjVJ odgałęziony wylot (88) oraz we wlot (83), połączony z na przemian włączającymi i wyłączającymi zaworami (92, 94), sterującymi przewodami zasilania (91,93) powietrza i gazu.
14. Urządzenie według zastrz 7, znamienne tym, że w strefie (Ap) rozmieszczone są rzędami grupy (3,46,47,49,50,52,53, 55) szczelin (46a).
15. Urządzenie według zastrz 13, znamienne tym, że grupy (3,46,47,48, 49,50,52,53,55) szczelin (46a) rozmieszczone są na całej powierzchni dyfuzora (2) i ułożone rzędami, przy czym odległość między sąsiednimi grupami (3,46,47,48,49,50,52,53,555) szczelin (46a) w rzędzie wynosi przynajmniej 65% maksymalnego wymiaru grupy, mierzonego w kierunku osi rzędu.
16. Urządzenie według zastrz 7, znamienne tym, że dyfuzorjest połączony z korpusem (24a) wykonanym z dopasowanych połówek i zaopatrzonym w zwężkę (24b) Venturiego o osi krzywoliniowej, zaś wewnątrz korpusu (24a) utworzona jest wysoka i wąska komora mieszająco-rozdzielcza (24c), o podłużnym przekroju prostokątnym i umieszczona pomiędzy odcinkiem wylotowym zwężki (24b) Venturiego a dyfuzorem, przy czym grupy szczelin (3) są ustawione długością na jednej linii wzdłuż górnej powierzchni dyfuzora i rozmieszczone są obok siebie w odległości mniejszej od połowy podłużnego wymiaru grupy (3).
17. Urządzenie według zastrz 7 albo 8, znamienne tym, że dyfuzor jest wyposażony w zwężkę Venturiego.
18. Urządzenie według zastrz 7 albo 8, znamienne tym, że strefa centralna (Ac) posiada długość dowolną.
19. Urządzenie według zastrz 18, znamienne tym, że strefa centralna (Ac) ma kształt prostoliniowy.
20. Urządzenie według zastrz 18, znamienne tym, że strefa centralna (Ac) ma kształt krzywoliniowy.
21. Urządzenie według zastrz 18, znamienne tym, że strefa centralna (Ac) ma kształt o geometrii zygzakowej.
22. Urządzenie według zastrz 18, znamienne tym, że strefa centralna (Ac) ma kształt o geometrii mieszanej.
23. Urządzenie według zastrz 14, znamienne tym, że każda grupa szczelin (3,46,47,48,

49,50,52,53 i 55) zawiera prostokątne szczeliny (46a) ustawione równolegle do siebie.
24. Urządzenie według zastrz 14, znamienne tym, że każda grupa szczelin (3,46,47,48, 49, 50,52,53 i 55) zawiera podgrupy (58,59) rozmieszczone w przestrzeni strefy zewnętrznej (Ap) o stałym kącie nachylenia.
25. Urządzenie według zastrz 14, znamienne tym, że każda grupa szczelin (3,46,47,48,

49,50,52,53 i 55) zawiera rozmieszczone promieniście szczeliny (60, 61) o różnej długości.
26. Urządzenie według zastrz 14, znamienne tym, że szczeliny (64) z każdej grupy (3, 46, 47, 48, 49, 50, 52, 53 i 55) są rozmieszczone na co najmniej dwóch koncentrycznych okręgach.
27. Urządzenie według zastrz 14, znamienne tym, że każda grupa szczelin (3,46,47,48,

49,50,52,53 i 55) zawiera szczeliny (62,63) rozmieszczone na co najmniej dwóch koncentrycznych wzdłużonych okręgach.
28. Urządzenie według zastrz 12, znamienne tym, że tylna część elementu dławiącego (76) stanowi płytę (74), zaś płyta (74) jest połączona z krzywą (73) za pomocą sprężyny (77).
29. Urządzenie według zastrz 28, znamienne tym, że sprężyna (77) jest nawinięta wokół tulei (78) osadzonej ślizgowo w kierunku osiowym w elemencie dławiącym (75), przy czym tuleja (78) posiada płaski kołnierz (79) oparty czołowo na powierzchni końcowej komory osiowej (81) uformowanej w tylnej części obudowy dyszy gazowej (82), przy czym w kołnierzu (79) tulei i korpusie płytki (74) znajdują się promieniste rowki umożliwiające przepływ gazu.
30. Urządzenie według zastrz 14, znamienne tym, że pomiędzy grupami (3, 46, 47, 48, 49,50,52,53 i 55) szczelin (46a) znajdują się dodatkowe otwory.
31. Urządzenie według zastrz 14, znamienne tym, że grupy (50, 52) szczelin (46a) mają kształt okrągły.
32. Urządzenie według zastrz 14, znamienne tym, że grupy (46,47) szczelin (46a) mają kształt wielokąta.
33. Urządzenie według zastrz 14, znamienne tym, że grupy szczelin mają kształt inny niż okrągły i wielokątny.
34. Urządzenie według zastrz 14, znamienne tym, że strefa centralna (Ac) posiada otwory (48a, 51,54).
35. Urządzenie według zastrz 14, znamienne tym, że pomiędzy grupami (3, 46, 47, 48, 49, 50, 52, 53 i 55) szczeliny (46a) tworzą kratę, gdzie n jest liczbą grup szczelin w dwóch sąsiednich rzędach grup szczelin.