RU2430305C1

RU2430305C1 - Modulated atmospheric gas burner with automatic power adjuster

Info

Publication number: RU2430305C1
Application number: RU2010120831/06A
Authority: RU
Inventors: Алексей Алексеевич Сердюков (RU); Алексей Алексеевич Сердюков
Original assignee: Алексей Алексеевич Сердюков
Priority date: 2010-05-24
Filing date: 2010-05-24
Publication date: 2011-09-27

Abstract

FIELD: power industry.

SUBSTANCE: modulated atmospheric gas burner with automatic power adjuster consists of gas valve 1, monitoring and control unit 2, valve 3, ignition burner 4 with delivery gas sensor 5, flame scanner 6 with thermobimetallic plate 7, draft sensor 8, temperature sensor 9, main burner 10. At that, monitoring and control unit 2 has nozzle 11, and temperature sensor 9 includes nozzle 12, automatic power adjuster 13; at that, gas valve 1 includes diaphragm 14, spring 15, movable rigid centre 16, valve seat 17; at that, all elements of modulated atmospheric gas burner are connected by means of pulse tubes (not indicated in the dwg.); at that, temperature sensor 9 also contains polymer tube 18 rigidly fixed on one end of housing; inside the above polymer tube there installed is regulating rod 19 fixed in thread 20, and in polymer tube 18 there rigidly fixed is rod 21 having thread 20; at that, regulating rod 19 includes sealing element 22, handwheel 23; automatic power adjuster 13 includes polymer tube 24 fixed on the second end of housing of temperature sensor 9, and sleeve 25 containing the nozzle 26 is rigidly fixed on the other end of polymer tube 24; at that, nozzle 26 and sealing element 22 form nozzle 12 during opening, and temperature sensor 9 includes gas supply nozzle 27 and gas discharge nozzle 28.

EFFECT: simplifying the design, improving reliability, increasing economy and increasing/decreasing the burner capacity at ambient air change.

2 dwg

Description

Область техники, к которой относится изобретениеFIELD OF THE INVENTION

Изобретение относится к энергетике, в частности к модулируемым атмосферным газовым горелкам с автоматическим корректором мощности, и может быть использовано в газогорелочных устройствах паровых и водогрейных котлов наружного и внутреннего размещения.The invention relates to energy, in particular to modulated atmospheric gas burners with an automatic power corrector, and can be used in gas burner devices of steam and hot water boilers for outdoor and indoor use.

Уровень техникиState of the art

Известна атмосферная газовая горелка, содержащая газовый регулятор, состоящий из блока регулирования, соединенного с датчиком температуры с помощью канала регулирования, блока контроля, соединенного с датчиками пламени, тяги, каналом контроля, при этом она снабжена вторым газовым регулятором, состоящим из блока регулирования, соединенного с датчиками температуры и наружного воздуха, блока контроля, при этом второй газовый регулятор установлен с возможностью параллельного подключения полостей блоков контроля и датчика температуры наружного воздуха путем соединения с блоком регулирования второго газового регулятора, причем процентное соотношение подачи газа в горелку обоими регуляторами устанавливается кранами (см. пат. RU №2196939, МПК, F23N 1/10, F23D 14/60).Known atmospheric gas burner containing a gas controller, consisting of a control unit connected to a temperature sensor using a control channel, a control unit connected to flame sensors, traction, a control channel, while it is equipped with a second gas controller consisting of a control unit connected with temperature and outdoor air sensors, a control unit, while the second gas regulator is installed with the possibility of parallel connection of the cavities of the control units and the temperature sensor fresh air by connecting a second gas regulator to the control unit, and the percentage of gas supply to the burner by both regulators is set by taps (see Pat. RU No. 2196939, IPC, F23N 1/10, F23D 14/60).

Недостатком данной горелки является неполное сжигание топлива, сложность конструкции.The disadvantage of this burner is the incomplete combustion of fuel, the complexity of the design.

Известна атмосферная газовая горелка, содержащая два газовых регулятора, соединенных параллельно, каждый из которых состоит из блока контроля и регулирования, пусковой кнопки, мембраны с жестким центром, клапана с седлом, верхней полости, мембраны и двухпозиционной заслонки, дренажного сопла и сопла источника давления, дросселя, канала, датчиков пламени, тяги и сетевого газа, крана, запальника, горелки, терморегулятора с датчиком терморегуляторов, газовый коллектор (см. Атмосферная газовая горелка. РГУ-М 1 руководство по эксплуатации. Са 2.574.023.РЭ ОАО «Завод Староруссприбор», 175200. г.Старая Русса, Новгородская область, ул. Минеральная, 24).Known atmospheric gas burner containing two gas controllers connected in parallel, each of which consists of a control and regulation unit, a start button, a rigid center membrane, a valve with a seat, an upper cavity, a membrane and a two-position shutter, a drain nozzle and a pressure source nozzle, throttle, channel, flame sensors, draft and network gas, valve, igniter, burner, thermostat with a temperature sensor, gas manifold (see. Atmospheric gas burner. RGU-M 1 operating manual. Ca 2.5 74.023.RE RE OJSC "Plant Starorusspribor", 175200. Staraya Russa, Novgorod Region, Mineralnaya St., 24).

Недостатком данной горелки является неполное сжигание газа из-за неполного смешения газа с первичным воздухом, невысокий КПД.The disadvantage of this burner is incomplete combustion of gas due to incomplete mixing of gas with primary air, low efficiency.

Наиболее близкой по технической сущности и достигаемому положительному эффекту и принятая автором за прототип является модулируемая атмосферная газовая горелка, содержащая газовый клапан, автоматический регулятор расхода газа, соединенные последовательно, при этом газовый клапан состоит из блока контроля и регулирования, пусковой кнопки, мембраны с жестким центром, клапана с седлом, верхней полости, мембраны и двухпозиционной заслонки, дренажного сопла и сопла источника давления, дросселя с каналом, датчики пламени, тяги и сетевого газа, крана, запальника, горелки, топки терморегулятора с датчиком, при этом автоматический регулятор расхода газа состоит из корпуса и снабжен сильфоном со штоком и клапаном, установленным перед газовым клапаном, а корпус имеет седло, при этом автоматический регулятор расхода газа выполнен с возможностью управления температурой наружного воздуха и температурой газа, поступающего по газопроводу, а горелка установлена в котле наружного размещения с доступом наружного воздуха вокруг автоматического регулятора расхода газа с сильфоном (см. пат. RU №2331023, МПК F23N 5/06, опубл. 18.08.2008 г.).The closest in technical essence and the achieved positive effect and adopted by the author for the prototype is a modulated atmospheric gas burner containing a gas valve, an automatic gas flow controller, connected in series, while the gas valve consists of a control and regulation unit, a start button, a membrane with a rigid center , valves with seat, upper cavity, diaphragm and on-off damper, drainage nozzle and pressure source nozzle, throttle with channel, flame, traction and mains sensors for, faucet, igniter, burner, furnace of thermostat with a sensor, while the automatic gas flow controller consists of a housing and is equipped with a bellows with a stem and a valve installed in front of the gas valve, and the housing has a seat, while the automatic gas flow controller is made with the possibility of control the temperature of the outside air and the temperature of the gas entering the gas pipeline, and the burner is installed in an outdoor boiler with access to outside air around an automatic gas flow regulator with a bellows (see US Pat. RU No. 2331023, IPC F23N 5/06, publ. August 18, 2008).

Недостатком данной горелки является сложность конструкции и невозможность обеспечения стабильной работы при повышении давления газа до 3-4 кПа.The disadvantage of this burner is the design complexity and the inability to ensure stable operation when the gas pressure is increased to 3-4 kPa.

Раскрытие изобретенияDisclosure of invention

Задачей предлагаемого изобретения является разработка модулируемой атмосферной газовой горелки, обладающей упрощением конструкции газогорелочного устройства, повышением его надежности и экономичности за счет постоянного автоматического поддержания заданной температуры теплоносителя, устойчивой работой при повышении давления газа до 3-4 кПа и автоматическим повышением-понижением мощности горелки при изменении наружного воздуха.The objective of the invention is to develop a modulated atmospheric gas burner with a simplification of the design of the gas burner device, increasing its reliability and economy due to the constant automatic maintenance of the set temperature of the coolant, stable operation when the gas pressure is increased to 3-4 kPa and automatic increase or decrease of the burner power when changing outside air.

Технический результат, который может быть получен с помощью предлагаемого изобретения, сводится к упрощению конструкции, повышению надежности, экономичности и повышению-понижению мощности горелки при изменении наружного воздуха.The technical result that can be obtained using the present invention is to simplify the design, increase reliability, economy and increase-decrease the power of the burner when the outside air changes.

Технический результат достигается с помощью модулируемой атмосферной газовой горелки с автоматическим корректором мощности, содержащей газовый клапан, блок контроля и регулирования, датчики температуры, пламени и тяги, запальную и основную горелки, импульсные трубки, при этом датчик температуры дополнительно снабжен автоматическим корректором мощности, а датчик температуры состоит из полимерной трубки, неподвижно закрепленной на конце его корпуса, причем на втором конце полимерной трубки неподвижно закреплена втулка, содержащая сопло, которое с уплотнительным элементом при открытии образуют жиклер, выполненный с возможностью изменяемости по размеру, при этом датчик температуры соединен импульсной трубкой с блоком контроля и регулирования через жиклер с возможностью обеспечения во взаимодействии с жиклером и блоком контроля и регулирования модулируемости горения основной горелки в зависимости от температуры наружного воздуха.The technical result is achieved using a modulated atmospheric gas burner with an automatic power corrector containing a gas valve, a control and regulation unit, temperature, flame and draft sensors, an ignition and main burner, pulse tubes, while the temperature sensor is additionally equipped with an automatic power corrector, and the sensor temperature consists of a polymer tube fixedly mounted on the end of its housing, and at the second end of the polymer tube is fixedly mounted sleeve containing a nozzle, which, when opened, forms a nozzle made with the possibility of varying size, while the temperature sensor is connected by a pulse tube to the control and regulation unit through the nozzle with the possibility of ensuring, in cooperation with the nozzle and the control unit, the modulation of combustion of the main burner depending from the outside temperature.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

На фиг.1 дана модулируемая атмосферная газовая горелка, с автоматическим корректором мощности, общий вид.Figure 1 shows a modulated atmospheric gas burner, with automatic power corrector, a General view.

На фиг.2, то же, датчик температуры с автоматическим корректором мощности.In Fig.2, the same temperature sensor with automatic power corrector.

Осуществление изобретенияThe implementation of the invention

Модулируемая атмосферная газовая горелка с автоматическим корректором мощности состоит из газового клапана 1, блока контроля и регулирования 2, крана 3, запальной горелки 4 с датчиком сетевого газа 5, датчиком пламени 6 с термобиметаллической пластиной 7, датчика тяги 8, датчика температуры 9, основной горелки 10, при этом блок контроля и регулирования 2 имеет жиклер 11, а датчик температуры 9 содержит жиклер 12, автоматический корректор 13 мощности, при этом газовый клапан 1 содержит мембрану 14, пружину 15, подвижный жесткий центр 16, седло клапана 17, причем все элементы модулируемой атмосферной газовой горелки соединены импульсными трубками (не показаны), при этом датчик температуры 9 дополнительно содержит неподвижно закрепленную на одном конце корпуса полимерную трубку 18, внутри которой установлен регулирующий стержень 19, закрепленный в резьбе 20, а в полимерной трубке 18 неподвижно закреплен стержень 21, имеющий резьбу 20, причем регулирующий стержень 19 содержит уплотнительный элемент 22, маховик 23, автоматический корректор 13 мощности содержит полимерную трубку 24 неподвижно, закрепленную на втором конце корпуса датчика температуры 9, на втором конце полимерной трубки 24 неподвижно закреплена втулка 25, содержащая сопло 26, причем сопло 26 и уплотнительный элемент 22 при открытии образуют жиклер 12, а датчик температуры 9 содержит сопло 27 для подвода и отвода газа 28.A modulated atmospheric gas burner with an automatic power corrector consists of a gas valve 1, a control and regulation unit 2, a valve 3, an ignition burner 4 with a network gas sensor 5, a flame sensor 6 with a thermobimetal plate 7, a draft sensor 8, a temperature sensor 9, and the main burner 10, while the control and regulation unit 2 has a nozzle 11, and the temperature sensor 9 contains a nozzle 12, an automatic power corrector 13, while the gas valve 1 contains a membrane 14, a spring 15, a movable rigid center 16, a valve seat 17, p why all the elements of a modulated atmospheric gas burner are connected by impulse tubes (not shown), while the temperature sensor 9 further comprises a polymer tube 18 fixedly mounted on one end of the housing, inside which a control rod 19 is mounted, fixed in the thread 20, and stationary in the polymer pipe 18 a rod 21 having a thread 20 is fixed, wherein the control rod 19 contains a sealing element 22, a flywheel 23, the automatic power corrector 13 contains a polymer tube 24 motionless, fixed a sleeve 25 containing a nozzle 26, the nozzle 26 and the sealing element 22, when opening, form a nozzle 12, and the temperature sensor 9 contains a nozzle 27 for supplying and discharging gas 28 .

Модулируемая атмосферная газовая горелка с автоматическим корректором мощности работает следующим образом.Modulated atmospheric gas burner with automatic power corrector works as follows.

Приподнимают термобиметаллическую пластину 7, при этом открывается датчик сетевого газа 5, газ по импульсной трубке поступает в запальную горелку 4, который затем поджигают, после нагрева термобиметаллической пластины 7, пластину 7 отпускают, датчик пламени 6 закрывается, газ через жиклер 11 поступает в блок контроля и регулирования 2 и по импульсным трубкам поступает в подмембранное пространство газового клапана 1, к датчикам тяги 8, пламени 6 через сопло 27, жиклер 12 к датчику температуры 9, при этом датчики пламени и тяги 6, 8 соответственно закрыты маховиком 23 регулировочного стержня 19, вращая его в резьбе 20, приближают уплотнительный элемент 22 к соплу 26 и сопло 26 закрывают, при этом газ из блока контроля и регулирования 2 поступает в подмембранное пространство газового клапана 1 и мембрана 14, преодолевая сопротивление пружины 15, давление газа на жесткий центр 16, поднимает жесткий центр 16 над седлом 17 газового клапана 1, открывают кран 3, загорается основная горелка 10, прогрев систему отопления, маховиком 22, вручную, вращая регулировочный стержень 19, устанавливают зазор между соплом 26 и уплотнительным элементом 22, образующими жиклер 12, выполненный с возможностью обеспечивания поддержания температуры теплоносителя необходимой величины, при приближении температуры теплоносителя к уровню, заданному датчиком температуры 9, сопло датчика 9 медленно открывается, газ из блока контроля и регулирования 2 медленно через сопло 27 для подвода и отвода газа 28 стравливается в запальную горелку 4, давление газа в блоке контроля и регулирования 2 медленно уменьшается под действием давления газа, воздействующего на жесткий центр 16, связанный с мембраной 14 и пружиной 15, при этом жесткий центр 16 приближается к седлу клапана 17, расход газа через основную горелку 10 уменьшается, теплоноситель охлаждается, жиклер 12 датчика температуры 9 медленно закрывается, давление газа в подмембранной полости газового клапана 1 возрастает и, преодолевая сопротивление пружины 15, давление газа на жесткий центр 16, мембрана 14 приподнимает жесткий центр 16 над седлом 17, увеличивая расход газа через газовый клапан 1, тем самым увеличивая мощность основной горелки 10, процесс повторяется, причем при внезапном увеличении давления газа в газопроводе до 3-4 кПа, что на практике иногда встречается, через газовый клапан 1 проходит большее количество газа, основная горелка 10 вырабатывает большее количество тепла, температура теплоносителя повышается, сопло жиклера 12 датчика температуры 9 открывается, газ из блока контроля и регулирования 2 через сопло 27 жиклера 12 стравливается в запальную горелку 4, давление газа в блоке контроля и регулирования 2 уменьшается, под действием давления газа на жесткий центр 16, связанный с мембраной 14 и пружиной 15, жесткий центр 16 приближается к седлу клапана 17 уже на большую величину, обеспечивая постоянный расход газа через основную горелку 10, независимо от давления, мощность основной горелки 10 сохраняется на том же уровне, что и до увеличения давления газа, таким образом обеспечивается постоянно необходимая мощность модулируемой атмосферной газовой горелки, с автоматическим корректором мощности, заданная датчиком температуры 9, при этом при изменении температуры наружного воздуха, например. При потеплении полимерная трубка 24 автоматического корректора 13 мощности удлиняется, седло 26 удаляется от уплотнительного элемента 22, давление газа в подмембранной полости газового клапана 1 падает, жесткий центр 16 приближается к седлу 17, расход газа, поступающего в основную горелку 10, уменьшается, теплоноситель охлаждается на определенную величину, при этом маховик 22 регулировочного стержня 19 вручную не регулируется. При охлаждении наружного воздуха полимерная трубка 24 автоматического корректора 13 мощности уменьшается, седло 26 приближается к уплотнительному элементу 22, давление газа в подмембранной полости газового клапана 1 возрастает, мембрана 14, преодолевая сопротивление пружины 15, давление газа на жесткий центр 16, приподнимает жесткий центр 16 над седлом клапана 17, увеличивая расход газа через газовый клапан 1, тем самым увеличивая мощность основной горелки 10 без ручной регулировки.The thermobimetallic plate 7 is lifted, while the network gas sensor 5 is opened, the gas flows through the pulse tube to the ignition burner 4, which is then ignited, after heating the thermobimetallic plate 7, the plate 7 is released, the flame sensor 6 is closed, gas flows through the nozzle 11 to the control unit and regulation 2 and through impulse tubes enters the submembrane space of the gas valve 1, to the thrust sensors 8, the flame 6 through the nozzle 27, the nozzle 12 to the temperature sensor 9, while the flame and rod sensors 6, 8, respectively, are closed They are exhausted by the flywheel 23 of the adjustment rod 19, rotating it in the thread 20, bring the sealing element 22 closer to the nozzle 26 and the nozzle 26 is closed, while the gas from the control and regulation unit 2 enters the submembrane space of the gas valve 1 and the membrane 14, overcoming the resistance of the spring 15, the gas pressure on the rigid center 16, raises the rigid center 16 above the seat 17 of the gas valve 1, open the valve 3, the main burner 10 lights up, warm up the heating system, using the flywheel 22, manually, by turning the adjustment rod 19, set the gap between the nozzle 2 6 and a sealing element 22, forming a nozzle 12, configured to maintain the temperature of the coolant of the required value, when the coolant temperature approaches the level set by the temperature sensor 9, the nozzle of the sensor 9 slowly opens, the gas from the control and regulation unit 2 slowly through the nozzle 27 for the gas inlet and outlet 28 is vented into the pilot burner 4, the gas pressure in the control and regulation unit 2 slowly decreases under the action of the gas pressure acting on the rigid center 16, connected with the membrane 14 and the spring 15, while the rigid center 16 approaches the valve seat 17, the gas flow through the main burner 10 decreases, the coolant cools, the nozzle 12 of the temperature sensor 9 slowly closes, the gas pressure in the submembrane cavity of the gas valve 1 increases and, overcoming the resistance of the spring 15, the gas pressure on the hard center 16, the membrane 14 raises the hard center 16 above the seat 17, increasing the gas flow through the gas valve 1, thereby increasing the power of the main burner 10, the process is repeated, and when a sudden increase in gas pressure in the gas pipeline to 3-4 kPa, which sometimes happens in practice, more gas passes through gas valve 1, the main burner 10 generates more heat, the temperature of the coolant rises, the nozzle of the nozzle 12 of the temperature sensor 9 opens, gas from the unit control and regulation 2 through the nozzle 27 of the nozzle 12 is vented into the pilot burner 4, the gas pressure in the control and regulation unit 2 decreases, under the influence of gas pressure on the rigid center 16 connected to the membrane 14 and the spring 1 5, the rigid center 16 approaches the valve seat 17 already by a large amount, providing a constant gas flow through the main burner 10, regardless of pressure, the power of the main burner 10 is maintained at the same level as before the gas pressure increases, thus constantly providing the necessary power of a modulated atmospheric gas burner, with an automatic power corrector, set by the temperature sensor 9, while changing the temperature of the outdoor air, for example. During warming, the polymer tube 24 of the automatic power corrector 13 lengthens, the seat 26 moves away from the sealing element 22, the gas pressure in the submembrane cavity of the gas valve 1 drops, the hard center 16 approaches the seat 17, the flow rate of gas entering the main burner 10 decreases, the coolant cools a certain amount, while the flywheel 22 of the adjustment rod 19 is not manually adjustable. When cooling the outside air, the polymer tube 24 of the automatic power corrector 13 decreases, the seat 26 approaches the sealing element 22, the gas pressure in the submembrane cavity of the gas valve 1 increases, the membrane 14, overcoming the resistance of the spring 15, the gas pressure on the hard center 16, raises the hard center 16 above the seat of the valve 17, increasing the gas flow through the gas valve 1, thereby increasing the power of the main burner 10 without manual adjustment.

Предлагаемое изобретение по сравнению с прототипом и другими известными техническими решениями имеет следующие преимущества:The invention in comparison with the prototype and other known technical solutions has the following advantages:

- упрощение конструкции;- simplification of the design;

- экономичность и устойчивость работы при повышении давления газа;- profitability and stability of work with increasing gas pressure;

- улучшение качества сжигания газа;- improving the quality of gas combustion;

- улучшение экологических показателей горелки без усложнения конструкции;- improving the environmental performance of the burner without complicating the design;

- автоматическое регулирование температуры теплоносителя;- automatic temperature control of the coolant;

- повышение надежности и мощности горелки;- improving the reliability and power of the burner;

- точность пропорционирования расхода газа и воздуха при изменении мощности горелки;- the accuracy of the proportioning of gas and air flow when changing the power of the burner;

- повышение-понижение мощности горелки при изменении наружного воздуха.- increase-decrease the power of the burner when the outside air changes.

Claims

A modulated atmospheric gas burner with an automatic power corrector, comprising a gas valve, a control and regulation unit, temperature, flame, draft sensors, pilot and main burners, pulse tubes, characterized in that the temperature sensor is additionally equipped with an automatic power corrector, while the temperature sensor consists from a polymer tube fixedly mounted at the end of the housing, and at the second end of the polymer tube is fixedly fixed sleeve containing a nozzle, which with a sealing e when opened, a nozzle is formed with a size-adjustable nozzle, and the temperature sensor is connected by a pulse tube to the control and regulation unit through the nozzle with the possibility of providing, in cooperation with the nozzle and the control and regulation unit, the combustion modulation of the main burner depending on the outdoor temperature.