газовая горелка типа "живое пламя"

Формула изобретения

1. Газовая горелка типа "живое пламя", пламя которой вызывает некоторое накапливание искусственных поленьев или углей, образованная, главным образом, камерой сгорания, в которой циркулирует смесь горючего газа с веществом, поддерживающим горение - первичным воздухом, и в верхней части которой имеется плоский лист, на который помещается искусственное топливо, причем в указанном листе предусмотрены отверстия для прохода указанной смеси горючего с веществом, поддерживающим горение, расположенные, как правило, по периферии указанного плоского листа, отличающаяся тем, что в указанном плоском листе выполнен, по меньшей мере, один вырез, при этом указанные отверстия примыкают с одной стороны к наружному периметру указанного листа и с другой стороны - к внутреннему контуру указанного выреза.

2. Горелка по п.1, отличающаяся тем, что указанные отверстия имеют такой диаметр, чтобы с учетом давления в указанной камере и пропорции первичного воздуха в смеси горючего с веществом, поддерживающим горение, сделать невозможным возникновение явления обратного пламени.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к газовой горелке типа "живое пламя", т. е. газовой горелке, пламя которой вызывает некоторое накаливание искусственных поленьев или углей. Указанная газовая горелка образована, главным образом, камерой сгорания, в которой циркулирует смесь горючего (газа) с веществом, поддерживающим горение (первичным воздухом), и в верхней части которой имеется плоский лист, на который помещается искусственное топливо, причем в указанном листе предусмотрены отверстия для прохода указанной смеси горючего с веществом, поддерживающим горение, расположенные, как правило, по периферии указанного плоского листа.

Одна из горелок такого типа описана в патенте US-A-5328356. Основным недостатком этой газовой горелки является то, что циркуляция вторичного воздуха осуществляется исключительно по наружному контуру горелки. Из-за наличия мертвого пространства в середине горелки не удается получить нужную концентрацию пламени на поверхности плоского листа, где размещается искусственное топливо, что как раз и составляет цель изобретения по настоящей заявке.

Действительно, языки пламени соприкасаются с искусственным топливом более или менее интенсивно, но если требуется добиться желаемого эстетического эффекта, то надо, чтобы искусственное топливо раскалялось на как можно большей площади поверхности. Горелка по патенту US 5328356 не позволяет получить этот результат.

Поставленная цель достигается с помощью газовой горелки типа "живое пламя" согласно изобретению, отличающейся тем, что в плоском листе, упомянутом во вводной части, выполнен, по меньшей мере, один вырез, при этом указанные отверстия примыкают с одной стороны к наружному периметру указанного листа и с другой стороны - к внутреннему контуру указанного выреза.

Кроме того, сущность изобретения заключается в том, что указанные отверстия имеют такой диаметр, чтобы с учетом давления в указанной камере и пропорции первичного воздуха в топливо-воздушной смеси сделать невозможным возникновение явления обратного пламени.

Остальные признаки и преимущества изобретения явствуют из приводимого ниже описания предлагаемой газовой горелки типа "живое пламя" с плоской поверхностью. Это описание дано лишь в качестве примера, не имеющего ограничительного характера. Условленные обозначения относятся к перечисленным ниже чертежам.

На фигуре 1 показан вид сверху горелки согласно изобретению.

Фигура 2 представляет собой схематическое аксонометрическое изображение, на котором показан возможный путь прохождения топливовоздушной смеси в камере горелки.

Поставленная цель отклонения пламени с помощью восходящего потока вторичного воздуха достигается в горелках типа "живое пламя", образованных, главным образом, камерой 1 (фиг. 2), в которой циркулирует смесь горючего (газа) и вещества, поддерживающего горение (первичного воздуха), и плоским верхним листом 2 (фиг. 1) с выполненными в нем отверстиями 3-3" для подачи смеси.

Отклонение пламени должно происходить в направлении к поленьям или блокам искусственного топлива, с тем чтобы обеспечить, по меньшей мере, локальное раскаление искусственного топлива, помещенного на плоском листе или возле него.

В соответствии с изобретением, этого можно достичь, выполнив отверстия 3 на самой периферии плоского листа 2 (фиг. 1), независимо от его формы, причем это делается в зоне циркуляции вторичного воздуха. По сути дела, вторичный воздух циркулирует снизу вверх вдоль вертикальных стенок камеры 1 (фиг. 2). Этот восходящий поток вторичного воздуха вызывает изгибание пламени в направлении к искусственному топливу, лежащему на плоском листе 2 (фиг. 1) горелки.

Указанное изгибание пламени обусловлено расширением ионизированных газов, подвергающихся "догоранию" в присутствии вторичного воздуха. На стороне, противоположной пламени, то есть на стороне твердого искусственного топлива, из-за нехватки вторичного воздуха создается впечатление, будто это твердое искусственное топливо выпаривает вследствие внутренней перегонки горючую газовую смесь, тогда как на самом деле мы имеем здесь дело с продуктами неполного сгорания CO₂ и H₂O. Твердое искусственное топливо располагают таким образом, чтобы в любых рабочих режимах желтая часть пламени (где промежуточные продукты исключительно сложной химической реакции образуют хлопьевидные скопления углерода - сажу) не соприкасалась с холодной частью искусственного топлива, заключенной между раскаляющимися зонами. Это позволяет предотвратить отложение копоти, сгорающей на более продвинутой стадии развития пламени. Благодаря такой оригинальной находке удается получить гигиеничный процесс сгорания с почти идеальной имитацией обычного горения твердого топлива.

Желаемое явление можно наблюдать как раз в горелке согласно изобретению. Представленная на чертежах горелка имеет топологическую поверхность, характеризующуюся родом более единицы. В примере, показанном на этих двух чертежах, в плоском листе 2 выполнены два выреза 4, в результате чего происходит значительное удлинение периметра, по которому располагаются отверстия 3-3" (фиг. 1).

Совокупный периметр складывается из выпуклого контура, соответствующего геометрической форме плоского листа 1, и вогнутого контура одного или нескольких вырезов 4. Благодаря этому достигается большая мощность плоской горелки при относительно ограниченной площади ее поверхности. Учитывая высокую концентрацию пламени на поверхности плоского листа 1 горелки, становится возможным более выгодное в эстетическом плане размещение искусственного топлива.

Нужный эффект искривления пламени в направлении к искусственному топливу будет наблюдаться в зонах, ограничивающих наружный периметр плоского листа, а также в зонах, ограничивающих внутренний контур вырезов 4.

Конструктивное выполнение горелки согласно изобретению обеспечивает исключительно плавное распределение пламени, что дает возможность задавать по своему выбору любую степень свободы его распространения по очагу в зависимости от требуемого эстетического впечатления.

В горелках показанного здесь типа доступ к любой внутренней точке, т. е. к любой точке внутри камеры 1 (фиг. 2), возможен по двум различным путям. Как видно из фиг. 2, доступ к такой точке, обозначенной буквой P, от сопла Вентури 5, по которому поступает смесь горючего (газа) и вещества, поддерживающего горение (первичного воздуха), обеспечивается по одной из трех траекторий, обозначенных соответственно позициями 6, 7 и 8.

Учитывая сказанное, крайне облегчается гомогенизация динамического давления смеси внутри горелки при любых значениях расхода, т. е. во всех мощностных режимах, поскольку смесь ни при каких обстоятельствах не блокируется и не защемляется в каком-либо из "карманов", где могло бы иметь место преобразование кинетической энергии в высокое статическое давление.

Неоднородность давления смеси внутри горелки означала бы, по сути дела, возникновение неоднородности скоростей выталкивания этой смеси в направлении к пламени, что привело бы к его отрыву в условиях избытка воздуха (синее пламя) или к коптящему вытягиванию в отсутствие избытка воздуха (желтое пламя).

Хотя показанная на чертежах горелка имеет шестиугольные очертания, вполне возможно ее выполнение в общем случае с числом n сторон либо с круглым или овальным контуром.