Газовая микрогорелка
Изобретение относится к газовой горелке, которая является составной частью изделий для курения. Газовая горелка состоит из трубки Вентури, состоящей из сопла и сообщающейся с ней камеры для насыщения топлива кислородом, имеющей, по меньшей мере, одно отверстие для впуска воздуха, смесительной камеры, которая сообщается с камерой для насыщения топлива кислородом и внутренняя полость которой имеет форму усеченного конуса, расширяющегося в направлении выхода из камеры, по меньшей мере, одной проницаемой перегородки, сообщающейся со смесительной камерой и расположенной на противоположной стороне от камеры для насыщения топлива кислородом, и стабилизатора пламени, сообщающегося с проницаемой перегородкой. По меньшей мере, одно отверстие для впуска воздуха сообщается с атмосферой. По меньшей мере, одно отверстие для впуска воздуха расположено на боковой стенке камеры для насыщения топлива кислородом. Сопло имеет отверстие, сообщающееся с камерой для насыщения топлива кислородом, в смесительной камере которой расположена втулка. По меньшей мере, одна проницаемая перегородка изготовлена из керамики и имеет пористость приблизительно от 35 до 40%. Внутренний диаметр сопла составляет приблизительно от 30 до 60 мкм. Камера для насыщения топлива кислородом имеет сферическую боковую стенку. Камера для насыщения топлива кислородом имеет торцевую стенку с углублением. Газовая горелка имеет огневую трубку, сообщающуюся со стабилизатором пламени и изготовленную из керамического материала. В газовой горелке, по меньшей мере, одна проницаемая перегородка содержит проволочную сетку, изготовленную из металла, например, из группы, включающей никель, латунь и сталь. Стабилизатор пламени имеет три отверстия, каждое из которых имеет либо овальную форму и внешне напоминает по форме чечевицу или почку, либо круглую форму. Три отверстия стабилизатора пламени расположены по окружности с угловым шагом 120° вокруг его центральной оси. Газовая горелка обеспечивает устойчивое некоптящее пламя при низком массовом расходе топлива. 2 н. и 29 з.п. ф-лы, 26 ил.
Перекрестная ссылка на предшествующие заявки
По настоящей заявке испрашивается приоритет по заявке на патент США 10/217695, поданной 25 октября 2002 г. и включенной в настоящее описание в качестве ссылки.
Предпосылки создания изобретения
Настоящее изобретение относится к газовым горелкам. Изобретение относится, в частности, к газовой горелке, которая является составной частью изделий для курения и в которой происходит сгорание предварительно перемешанного с воздухом газообразного топлива.
В настоящее время в зажигалках для прикуривания сигарет широко используются миниатюрные газовые горелки. В большинстве таких зажигалок необходимый для диффузионного горения газа воздух попадает в зону зажигания под действием плавучести. В таких зажигалках пары топлива и воздух смешиваются в точке зажигания и мгновенно воспламеняются. Иными словами, в зажигалках такого типа топливо и воздух не перемешиваются друг с другом до точки зажигания. Зажигалки диффузионного горения, в которых отсутствует устройство для предварительного перемешивания топлива и воздуха, имеют сравнительно небольшую длину. Однако для таких зажигалок с диффузионными горелками характерно неполное сгорание газообразного топлива и образование копоти из несгоревших полностью углеводородов и продуктов пиролиза. Кроме того, образующееся в диффузионных горелках пламя неустойчиво и при наклоне зажигалки отклоняется в сторону от оси горелки.
В настоящее время известны также зажигалки с газовыми горелками, в которых в результате предварительного перемешивания газа и воздуха образуется "некоптящее" пламя. "Некоптящее" пламя является результатом процесса горения топлива, перемешанного с воздухом до момента его зажигания. В образовавшейся до точки зажигания смеси топлива с воздухом стехиометрическое количество кислорода обеспечивает полное сгорание топлива. Пламя, образовавшееся после предварительного перемешивания топлива и воздуха, обладает высокой устойчивостью и при повороте зажигалки не отклоняется от оси горелки. Кроме того, в газовых горелках с предварительным перемешиванием топлива и воздуха происходит полное сгорание смеси и состоящая из несгоревших углеводородов копоть не образуется. Стехиометрическое, или богатое кислородом, пламя, образующееся в такой зажигалке, выделяет в атмосферу в качестве побочных продуктов горения в основном углекислый газ (СО2), воду (H2O) и азот (N2).
Для образования "некоптящего" пламени топливо с воздухом предварительно перемешивают с помощью трубки Вентури, через которую проходит топливо, всасывающее в горелку необходимый для его сжигания воздух. Однако эффективно работающая трубка Вентури увеличивает общую длину горелки. Кроме того, габариты горелки и топливного резервуара зависят и от массового расхода сгорающего в горелке топлива. Так, например, в бутановой зажигалке минимальный расход топлива, обеспечивающий получение устойчивого "некоптящего" пламени, составляет приблизительно 0,71 мг/с. Очевидно, что снижение массового расхода топлива должно соответственно снизить не только размеры горелки и топливного резервуара, но и габариты всей зажигалки.
Уменьшение размеров горелки и топливного резервуара расширяет область возможного применения горелки.
Таким образом, существует необходимость в разработке конструкции газовой горелки, позволяющей получить устойчивое некоптящее пламя при сравнительно небольших размерах и пригодной для широкого использования в самых различных целях, в частности в зажигалках и изделиях для курения.
Задачи и краткое изложение сущности изобретения
В основу настоящего изобретения была положена задача разработать конструкцию газовой горелки, формирующую устойчивое некоптящее пламя при низком массовом расходе топлива.
Еще одна задача изобретения состояла в разработке конструкции горелки, которую можно использовать в изделиях для курения и газовых зажигалках, размеры которых меньше размеров обычных газовых зажигалок.
Еще одна задача изобретения состояла в разработке конструкции газовой горелки, имеющей небольшой объем смесительной камеры для эффективного перемешивания топлива и воздуха.
В настоящем изобретении предлагается конструкция сборной горелки, предназначенной для сжигания газообразного топлива. Предлагаемая в изобретении горелка имеет трубку для подачи топлива, сопло, камеру для насыщения топлива кислородом по меньшей мере с одним впускным воздушным отверстием, смесительную камеру, по меньшей мере одну проницаемую перегородку, стабилизатор пламени и необязательно огневую трубку и корпус. Вход для подачи топлива соединяет горелку с заполняемым газообразным топливом резервуаром. Для регулирования расхода топлива, подаваемого в горелку из топливного резервуара, на входе для подачи топлива можно установить регулирующее устройство. Сопло, которое сообщается со входом для подачи топлива, влияет на статическое давление и скорость потока проходящего через него топлива. Подаваемое на вход топливо проходит через сопло и попадает в камеру для насыщения его кислородом. Сопло, внутренний диаметр которого существенно меньше диаметра входного топливного отверстия, ускоряет проходящий через него поток топлива. На выходе из суженного сопла в имеющую больший диаметр камеру для насыщения топлива кислородом статическое давление в потоке топлива падает. В одной или нескольких стенках этой камеры выполнено по меньшей мере одно отверстие для подачи в камеру воздуха. Воздух в камеру для насыщения топлива кислородом всасывается в результате происходящего на входе в камеру падения статического давления топлива. Массовый расход воздуха, всасываемого в трубку Вентури через воздушные впускные отверстия, зависит от размеров сопла.
Камера для насыщения топлива кислородом сообщается со смесительной камерой. Смесительная камера имеет сравнительно небольшой объем и предназначена для эффективного перемешивания воздуха и газообразного топлива. Внутренняя полость смесительной камеры имеет участок в форме усеченного конуса, образованный либо внутренней поверхностью стенки смесительной камеры, либо вставленной в нее втулкой. Этот имеющий форму усеченного конуса участок внутренней полости смесительной камеры расширяется в направлении от камеры для насыщения топлива кислородом к другому концу смесительной камеры. Расходящиеся боковые стенки смесительной камеры образуют внутри камеры полость, в которой происходит эффективное перемешивание топлива и воздуха. За смесительной камерой расположена по меньшей мере одна сообщающаяся с ней проницаемая перегородка. Эта перегородка может быть расположена либо на выходе из смесительной камеры, либо на некотором расстоянии от нее. Проницаемая перегородка, которую можно изготовить из пористого металла, керамической пластинки или другого проницаемого материала, тормозит выходящий из смесительной камеры поток топливовоздушной смеси. Проницаемая перегородка дросселирует поток топливовоздушной смеси и снижает его статическое давление. При наличии такой перегородки в смесительной камере происходит частичная рециркуляция топливовоздушной смеси. Такая рециркуляция сопровождается возникновением в смесительной камере вихревых течений вокруг оси потока топливовоздушной смеси. Частичная рециркуляция и образование вихревых течений способствуют более полному и эффективному перемешиванию топлива с воздухом до зажигания смеси.
За проницаемой перегородкой расположен сообщающийся с ней стабилизатор пламени. Стабилизатор пламени имеет по меньшей мере одно отверстие, которое дополнительно дросселирует поток топливовоздушной смеси. За стабилизатором пламени расположено устройство зажигания смеси, срабатывание которого сопровождается воспламенением смеси. Стабилизатор пламени препятствует распространению пламени в обратном направлении. Предлагаемая в изобретении горелка может иметь огневую трубку. Огневая трубка локализует пламя горелки и препятствует всасыванию в него дополнительного количества воздуха. В создаваемом предлагаемой в изобретении горелкой с предварительным перемешиванием газа и воздуха устойчивом некоптящем пламени содержится по меньшей мере стехиометрически достаточное для полного сгорания топлива количество воздуха.
Пламя, создаваемое предлагаемой в изобретении горелкой, не отклоняется от оси горелки и поэтому не зависит от ориентации зажигалки. В предлагаемой в изобретении горелке полное сгорание топлива происходит без диффузии воздуха и поэтому пламя, возникающее в ней в результате сгорания топлива, можно заключить в огневую трубку. Наличие ограничивающей пламя огневой трубки расширяет область возможного применения предлагаемой в изобретении горелки и позволяет использовать ее, например, в интегральной зажигалке для сигарет с нежелательным образованием пламени в результате диффузии воздуха. Предлагаемая в изобретении горелка создает устойчивое некоптящее пламя при расходе топлива, существенно меньшем, чем в обычных газовых зажигалках. Так, в частности, если в обычных газовых зажигалках минимальный расход топлива (бутана) составляет 0,71 мг/с, то в зажигалке с предлагаемой в настоящем изобретении горелкой для получения стабильного некоптящего пламени расход топлива составляет всего 0,14-0,28 мг/с. При таком расходе топлива зажигалка с предлагаемой в изобретении горелкой выделяет тепло в диапазоне от 6 до 12 ватт. Обладающую такой тепловой мощностью предлагаемую в изобретении горелку можно использовать в интегральных зажигалках.
Другие отличительные особенности и преимущества предлагаемой в изобретении газовой горелки более подробно рассмотрены ниже на примере предпочтительного варианта возможного осуществления изобретения.
Краткое описание чертежей
На прилагаемых к описанию чертежах показано:
на фиг.1 - аксонометрическая проекция предлагаемой в настоящем изобретении газовой горелки, некоторые невидимые элементы которой изображены пунктирными линиями,
на фиг.1a - аксонометрическая проекция показанной на фиг.1 газовой горелки вместе со вставленной в нее сигаретой, где некоторые невидимые элементы горелки и сигареты изображены пунктирными линиями, а другие показаны в вырыве,
на фиг.2 - поперечный разрез газовой горелки плоскостью 2-2 по фиг.1,
на фиг.3 - поперечный разрез расположенной в корпусе предлагаемой в настоящем изобретении газовой горелки, соединенной с топливным резервуаром,
на фиг.4 - поперечный разрез газовой горелки, предлагаемой в другом варианте осуществления изобретения,
на фиг.5 - поэлементное изображение в аксонометрической проекции предлагаемой еще в одном варианте осуществления изобретения горелки,
на фиг.6 - вид торца корпуса горелки, показанной на фиг.5,
на фиг.7 - поперечный разрез корпуса горелки плоскостью 7-7 по фиг.6,
на фиг.8 - вид торца сопла газовой горелки, показанной на фиг.5,
на фиг.9 - вид сбоку сопла, показанного на фиг.8, с изображением отдельных невидимых элементов пунктирными линиями,
на фиг.10 - поперечный разрез сопла плоскостью 10-10 по фиг.8,
на фиг.11 - фрагмент 11 показанного на фиг.10 сопла в увеличенном масштабе,
на фиг.12 - вид торца втулки газовой горелки, показанной на фиг.5,
на фиг.13 - поперечный разрез втулки плоскостью 13-13 по фиг.12,
на фиг.14 - вид торца шайбы газовой горелки, показанной на фиг.5,
на фиг.15 - вид сбоку шайбы, показанной на фиг.14,
на фиг.16 - вид спереди проницаемой перегородки газовой горелки, показанной на фиг.5,
на фиг.17 - вид сбоку проницаемой перегородки, показанной на фиг.16, с изображением отдельных невидимых элементов пунктирными линиями,
на фиг.18 - вид спереди стабилизатора пламени газовой зажигалки, показанной на фиг.5,
на фиг.19 - вид сбоку стабилизатора пламени, показанного на фиг.18, с изображением отдельных невидимых элементов пунктирными линиями,
на фиг.19а - вид спереди проницаемой перегородки для газовой горелки, предлагаемой в другом варианте осуществления настоящего изобретения,
на фиг.19б - вид сбоку проницаемой перегородки, показанной на фиг.19а,
на фиг.20 - вид спереди другого стабилизатора пламени для газовой горелки, показанной на фиг.5,
на фиг.21 - поперечный разрез стабилизатора пламени плоскостью 21-21 по фиг.20,
на фиг.22 - вид спереди проницаемой перегородки для газовой горелки, предлагаемой в другом варианте осуществления настоящего изобретения,
на фиг.23 - вид сбоку проницаемой перегородки, показанной на фиг.22,
на фиг.24 - вид сбоку корпуса газовой горелки, предлагаемой в другом варианте осуществления настоящего изобретения, с изображением отдельных невидимых элементов пунктирными линиями,
на фиг.25 - поперечный разрез корпуса горелки плоскостью 25-25 по фиг.24 и
на фиг.26 - поперечный разрез корпуса горелки плоскостью 26-26 по фиг.24.
Предпочтительный вариант осуществления изобретения
Показанная на чертежах газовая горелка 10 имеет трубку 20 для подачи топлива, трубку Вентури, состоящую из сопла 30 и камеры 40 для насыщения топлива кислородом по меньшей мере с одним отверстием 45 для впуска воздуха, смесительную камеру 50, по меньшей мере одну проницаемую перегородку (смесительный экран) 60 и стабилизатор пламени 70. Предлагаемая в изобретении газовая горелка 10 создает устойчивое некоптящее пламя при сгорании предварительно перемешанного с воздухом газа при меньшем, чем обычные газовые горелки, массовом расходе топлива. При этом размеры зажигалки с газовой горелкой 10, предлагаемой в настоящем изобретении, будут меньше размеров обычных газовых зажигалок.
Предлагаемая в настоящем изобретении газовая горелка 10 показана на фиг.1. Трубка 20 для подачи топлива соединяет топливный резервуар 15, показанный на фиг.3, с соплом 30. Через эту трубку 20 газообразное топливо из топливного резервуара 15 подается в газовую горелку 10. В качестве топлива в такой горелке можно использовать любое обычное газообразное топливо, в том числе легкие газообразные углеводороды, такие как метан, этан, пропан, бутан и ацетилен. Сопло 30 уменьшает проходное сечение канала, по которому топливо подается в газовую горелку 10. Сопло 30 имеет показанное на фиг.11 отверстие 35, которое сообщается с камерой 40 для насыщения топлива кислородом. Один из участков внутренней полости 32 сопла 30 имеет форму усеченного конуса, показанную на фиг.9-11. Отверстие 35 может иметь круглую или любую иную форму.
Как показано на фиг.1 и 2, горелка имеет отверстие или отверстия 45 для впуска воздуха, сообщающееся(иеся) с атмосферой и предназначенное(ые) для попадания окружающего воздуха в камеру 40 для насыщения топлива кислородом. Камера 40 для насыщения топлива кислородом соединена с атмосферой по меньшей мере одним впускным отверстием 45. В двух предпочтительных вариантах осуществления изобретения, показанных на фиг.5-7 и 24-26, предлагается газовая горелка 10, которая имеет минимум четыре отверстия 45, через которые воздух из атмосферы попадает в камеру 40 для насыщения топлива кислородом. Отверстия 45 можно выполнить любым соответствующим способом. Так, например, на фиг.5-7 показано отверстие 45 с цилиндрической внутренней поверхностью 47, которое проходит через стенку 41 камеры 40 для насыщения топлива кислородом. Отверстие для впуска воздуха можно также расположить концентрично отверстию 35 на торцевой стенке 42 камеры 40 для насыщения топлива кислородом. Сопло 30 и камера 40 для насыщения топлива кислородом образуют трубку Вентури. Проходящий через сопло 30 и отверстие 35 поток топлива попадает в камеру 40 для насыщения топлива кислородом, в которую в результате падения статического давления через впускное отверстие 45 всасывается окружающий воздух. В предпочтительном варианте камера 40 для насыщения топлива воздухом имеет длину, равную приблизительно 3-4 мм.
Камера 40 для насыщения топлива кислородом соединена со смесительной камерой 50. Топливо вместе с воздухом из камеры для насыщения топлива кислородом попадает в смесительную камеру 50. Внутренняя полость 51 смесительной камеры 50 или по меньшей мере ее часть 52 имеет форму усеченного конуса. Для образования внутренней полости смесительной камеры можно также использовать втулку 55, внутреннее пространство 56 которой имеет форму усеченного конуса, как это показано на фиг.5, 12 и 13. В предпочтительном варианте длина имеющего форму усеченного конуса участка 52 смесительной полости 50 равна приблизительно 2-4 мм.
Как показано на фиг.2, к смесительной камере 50 примыкает по меньшей мере одна проницаемая перегородка 60, которая в направлении потока топлива предпочтительно расположена за смесительной камерой, как это показано на фиг.1-4. Проницаемая перегородка 60 создает в потоке горючей смеси топлива и воздуха перепад статического давления, которое больше до перегородки 60 и меньше за ней. Под действием перепада давления в топливовоздушной смеси по обе стороны от оси смесительной камеры возникает рециркуляция и возникают вихревые течения. Перемешивание воздуха и топлива происходит на молекулярном уровне вплоть до полного перемешивания на выходе из смесительной камеры 50.
Проницаемая перегородка 60, которую можно изготавливать из различных материалов, может иметь самую разную конструкцию и форму. Показанная на фиг.22 и 23 проницаемая перегородка выполнена в виде проволочной сетки из металла или полимера. В предпочтительном варианте для изготовления проницаемой перегородки в виде проволочной сетки используют никелевую проволоку диаметром 0,114 мм. Такую сетку можно также изготовить из латуни или стали. Проницаемую перегородку можно также изготовить в виде пористой пластины из металла или керамики. Пористая пластина может иметь несколько больших отверстий, как это показано на фиг.5, 16 и 17, либо большое количество мелких отверстий, как это показано на фиг.19а и 19б. В любом случае в проницаемой перегородке 60 независимо от ее конструкции и материала происходит перемешивание проходящей через нее топливовоздушной смеси. Возникающий на перегородке 60 перепад статического давления тормозит поток топливовоздушной смеси и образующееся дальше в направлении потока пламя не отрывается от показанного на фиг.1, 5, 18 и 19 стабилизатора 70 пламени.
Возникающий на проницаемой перегородке 60 перепад давлений отрицательно влияет на количество всасываемого в горелку 10 воздуха. Так, в частности, при увеличении перепада давления на перегородке 60 расход воздуха, всасываемого в горелку трубкой Вентури, уменьшается и топливовоздушная смесь обогащается топливом. Поэтому для достижения оптимального соотношения между топливом и воздухом в топливовоздушной смеси при выборе проницаемой перегородки 60 необходимо учитывать ее пористость. В момент зажигания отношение количества топлива к количеству воздуха должно быть близким к стехиометрическому либо смесь должна быть слегка обогащена кислородом. Стехиометрически сбалансированная смесь при зажигании сгорает практически полностью и образует устойчивое некоптящее пламя, в котором не содержится никаких несгоревших углеводородов. Поэтому пористость проницаемой перегородки 60 выбирают с таким расчетом, чтобы при определенных размерах сопла 30 массовый расход воздуха, всасываемого в камеру 40 обогащения топлива кислородом, приблизительно соответствовал стехиометрическому соотношению в топливовоздушной смеси между содержащимися в ней топливом и воздухом.
Пористость проницаемой перегородки определяется процентным отношением площади открытых пор к площади всей перегородки. При расчете пористости учитывают только ту часть площади перегородки, через которую топливовоздушная смесь выходит из смесительной камеры 50. В предпочтительном варианте при диаметре сопла 30, равном 30 мкм, стехиометрическое соотношение между топливом и воздухом обеспечивается за счет использования проницаемой перегородки с пористостью от 35 до 40%. Очевидно, что с изменением диаметра сопла 30 меняется и пористость проницаемой перегородки 60.
Диаметр сопла 30 также влияет на количество воздуха, всасываемого в камеру 40 для насыщения топлива кислородом. Перепад давления в потоке топлива увеличивается с уменьшением диаметра сопла. В предпочтительном варианте диаметр сопла 30 составляет от 30 до 60 мкм. Однако предлагаемая в изобретении горелка может иметь сопла и другого диаметра, значение которого выходит за пределы, указанные выше. При диаметре сопла, равном или большем 50 мкм, используется другой вариант выполнения камеры 140 для насыщения топлива кислородом, показанный на фиг.4. Камера 140 имеет сферическую часть 141 и торцевую стенку 142 с углублением, в котором расположено выходное отверстие сопла 130, аналогичное отверстию 35, показанному на фиг.11. Отверстия 145 для впуска воздуха можно выполнить в сферической части 141 камеры и/или на ее торцевой стенке 142. Камера 140 для насыщения топлива кислородом сообщается с соплом 130 и со смесительной камерой 150, внутренняя полость 151 которой имеет форму усеченного конуса. Между сеткой 160 и огневой трубкой 180 расположен стабилизатор 170 пламени.
На фиг.1 показан стабилизатор 70 пламени, который расположен рядом с проницаемой перегородкой 60. Стабилизатор 70 имеет по меньшей мере одно сквозное отверстие 71, через которое проходит предварительно перемешанная смесь топлива с воздухом. Пористость стабилизатора пламени 70, как и пористость проницаемой перегородки 60, влияет на количество воздуха, всасываемого в камеру 40 для насыщения топлива кислородом. Отверстия 71 можно выполнить круглыми, расположенными вокруг центральной оси стабилизатора 70. На фиг.1, 5, 18 и 19 показаны три круглых отверстия 71, которые равномерно распределены по окружности с угловым шагом в 120° вокруг центральной оси стабилизатора 70 пламени. В другом варианте предлагается стабилизатор 70 пламени с отверстиями некруглой формы. Такой показанный на фиг.20 и 21 стабилизатор 270 пламени имеет три овальных отверстия 271 для прохода топливовоздушной смеси, которые внешне напоминают по форме чечевицу или почку. Используемый в предлагаемой в настоящем изобретении горелке стабилизатор пламени должен иметь минимум одно сквозное отверстие. Топливовоздушная смесь проходит через стабилизатор 70 пламени в направлении точки зажигания. Расположенный таким образом стабилизатор препятствует распространению пламени в обратном направлении. В предпочтительном варианте предлагается горелка, в которой стабилизатор 70 пламени расположен на расстоянии приблизительно 1 мм от конца смесительной камеры 50.
Как показано на фиг.3, предлагаемая в изобретении газовая горелка 10 может также иметь расположенное за стабилизатором 70 пламени устройство 99 зажигания. В качестве устройства 99 зажигания можно использовать любое известное устройство, например пьезоэлектрический элемент или электрический либо кремневый зажигатель.
Как показано на фиг.1-5, предлагаемая в изобретении газовая горелка 10 может также иметь огневую трубку 80 или 180, ограничивающую создаваемое горелкой некоптящее пламя. Огневая трубка 80 препятствует диффузии воздуха в пламя. Трубку 80 можно изготовить из любого металлического, керамического или полимерного материала, выдерживающего температуры, возникающие в процессе горения в газовой горелке 10. Создаваемое газовой горелкой 10 пламя по существу целиком находится внутри огневой трубки 80.
Предлагаемую в изобретении газовую горелку 10 можно расположить в показанном на фиг.3 и 5 корпусе 90 горелки. Внутри корпуса 90 можно расположить всю трубку 20 для подачи топлива либо только ее часть, сопло 30, камеру 40 для насыщения топлива кислородом, смесительную камеру 50, проницаемую перегородку 60, стабилизатор пламени 70, огневую трубку 80 и топливный резервуар. Корпус горелки 90 можно изготовить из металлического, керамического или полимерного материала.
Предлагаемая в изобретении газовая горелка 10 имеет, как показано на фиг.5-19, сборную конструкцию. На фиг.5 приведено поэлементное изображение такой газовой горелки 10 в аксонометрической проекции. При сборке такой горелки сопло 30, втулку 55, проницаемую перегородку 60 и стабилизатор 70 пламени вставляют в корпус 90 горелки. Камера 40 для насыщения топлива кислородом, отверстия 45 для впуска воздуха и огневая трубка 80 являются составной частью корпуса 90 горелки. При сборке горелки между втулкой 55, проницаемой перегородкой 60 и стабилизатором 70 пламени устанавливают шайбы 59. Такие шайбы 59 предназначены для удержания этих элементов в собранной горелке на определенном расстоянии друг от друга.
Предлагаемую в настоящем изобретении газовую горелку 10 благодаря эффективному перемешиванию воздуха с низкомолекулярным углеводородным топливом, например бутаном, можно выполнить приблизительно на 50% короче, чем обычные серийно выпускаемые бутановые горелки, создающие некоптящее пламя. Предлагаемую в изобретении газовую горелку 10 можно использовать в изделиях для курения типа интегральных зажигалок. На фиг.1а показана газовая горелка 10 и сигарета 4, вставленная в огневую трубку 80. Сигарета 4 набита табаком 5 или любым другим известным курительным материалом, образующим аэрозоль. Размеры такого изделия для курения, содержащего газовую горелку 10, не намного отличаются от размеров обычной сигареты.
Приведенное выше подробное описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения не исключает возможности внесения в них различных очевидных для специалистов изменений и усовершенствований, не выходящих за объем изобретения, определяемый его формулой.
1. Газовая горелка, которая содержит сопло, сообщающуюся с ним камеру для насыщения топлива кислородом, по меньшей мере, одно сообщающееся с ней отверстие для впуска воздуха, смесительную камеру, внутренняя полость которой имеет форму усеченного конуса и сообщается с камерой для насыщения топлива кислородом, и стабилизатор пламени, который имеет, по меньшей мере, одно отверстие и сообщается со смесительной камерой.
2. Газовая горелка по п.1, в которой, по меньшей мере, одно отверстие для впуска воздуха сообщается с атмосферой.
3. Газовая горелка по п.1, в которой сопло имеет отверстие, сообщающееся с камерой для насыщения топлива кислородом.
4. Газовая горелка, которая состоит из трубки Вентури, состоящей из сопла и сообщающейся с ней камеры для насыщения топлива кислородом, имеющей, по меньшей мере, одно отверстие для впуска воздуха, смесительной камеры, которая сообщается с камерой для насыщения топлива кислородом и внутренняя полость которой имеет форму усеченного конуса, расширяющегося в направлении выхода из камеры, по меньшей мере, одной проницаемой перегородки, сообщающейся со смесительной камерой и расположенной на противоположной стороне от камеры для насыщения топлива кислородом, и стабилизатора пламени, сообщающегося с проницаемой перегородкой.
5. Газовая горелка по п.4, в которой, по меньшей мере, одно отверстие для впуска воздуха сообщается с атмосферой.
6. Газовая горелка по п.4, в которой, по меньшей мере, одно отверстие для впуска воздуха расположено на боковой стенке камеры для насыщения топлива кислородом.
7. Газовая горелка по п.4, в которой сопло имеет отверстие, сообщающееся с камерой для насыщения топлива кислородом.
8. Газовая горелка по п.4, в смесительной камере которой расположена втулка.
9. Газовая горелка по п.4, в которой, по меньшей мере, одна проницаемая перегородка изготовлена из керамики.
10. Газовая горелка по п.4, в которой, по меньшей мере, одна проницаемая перегородка имеет пористость приблизительно от 35 до 40%.
11. Газовая горелка по п.4, в которой внутренний диаметр сопла составляет приблизительно от 30 до 60 мкм.
12. Газовая горелка по п.4, в которой длина смесительной камеры составляет приблизительно от 3 до 4 мм.
13. Газовая горелка по п.4, в которой камера для насыщения топлива кислородом имеет сферическую боковую стенку.
14. Газовая горелка по п.13, в которой камера для насыщения топлива кислородом имеет торцевую стенку с углублением.
15. Газовая горелка по п.4, которая имеет корпус.
16. Газовая горелка по п.15, в которой смесительная камера, проницаемая перегородка и стабилизатор пламени расположены в корпусе горелки.
17. Газовая горелка по п.4, которая имеет устройство зажигания, сообщающееся со стабилизатором пламени.
18. Газовая горелка по п.17, в которой устройством зажигания служит пьезоэлектрический элемент.
19. Газовая горелка по п.4, которая имеет огневую трубку, сообщающуюся со стабилизатором пламени.
20. Газовая горелка по п.19, в которой огневая трубка изготовлена из керамического материала.
21. Газовая горелка по п.4, в которой, по меньшей мере, одна проницаемая перегородка содержит проволочную сетку.
22. Газовая горелка по п.21, в которой проволочная сетка изготовлена из металла.
23. Газовая горелка по п.22, в которой металл, из которого изготовлена проволочная сетка, выбран из группы, включающей никель, латунь и сталь.
24. Газовая горелка по п.4, которая имеет трубку для подачи топлива, соединенную с топливным резервуаром.
25. Газовая горелка по п.24, в которой топливный резервуар заполнен газообразным топливом.
26. Газовая горелка по п.25, в которой газообразное топливо содержит углеводород с низкой молекулярной массой.
27. Газовая горелка по п.26, в которой углеводород с низкой молекулярной массой выбран из группы, включающей метан, этан, пропан, бутан и ацетилен.
28. Газовая горелка по п.4, в которой стабилизатор пламени имеет три отверстия.
29. Газовая горелка по п.28, в которой каждое из трех отверстий имеет овальную форму и внешне напоминает по форме чечевицу или почку.
30. Газовая горелка по п.28, в которой каждое из трех отверстий стабилизатора пламени имеет по существу круглую форму.
31. Газовая горелка по п.30, в которой три отверстия стабилизатора пламени расположены по окружности с угловым шагом 120° вокруг его центральной оси.
