Газовая горелка (варианты).
Изобретение относится к области энергетики. Газовая горелка включает камеру, по периферии ограниченную стенкой, причем стенка включает множество отверстий, которые проходят сквозь нее и выполнены с возможностью выпуска горючего газа наружу из газовой горелки, при этом отверстия включают вход и выход для горючего газа, причем указанный вход соответствует самому внутреннему участку отверстия, а выход соответствует самому внешнему участку отверстия, и каждое из отверстий включает дно, при этом дно имеет поверхность, которая непрерывно изгибается вверх от входа до выхода так, что дно является наиболее высоким в выходе, причем угол, образованный касательной ко дну и горизонтальной плоскости, больше в выходе, чем во входе. Изобретение позволяет увеличить эффективность и производительность газовой горелки. 4 н. и 18 з.п. ф-лы, 5 ил.
Область техники, к которой относится изобретение
Настоящее изобретение относится в целом к газовыми горелкам, более конкретно к газовым горелкам с отверстиями для пламени, из которых выходит горючий газ.
Уровень техники
Верхние части кухонных плит, оборудованные множеством газовых горелок, хорошо известны в данной области техники. Каждая газовая горелка в целом оснащена соответствующей решеткой для удерживания нагреваемой варочной емкости на некотором расстоянии над газовой горелкой. Горючий газ обычно выходит из газовой горелки с распределением по ее периферии, и пламя от газовых горелок направлено по существу наружу, когда горючий газ зажжен.
Сущность изобретения
Нижеследующее представляет упрощенное краткое описание изобретения для базового понимания некоторых аспектов изобретения. Это краткое описание не является обширным обзором изобретения. Оно не предназначено для определения ключевых или принципиальных элементов изобретения или определения объема изобретения. Его целью является представление некоторых концепций изобретения в упрощенной форме, как вступление к более подробному описанию, которое представлено далее.
В соответствии с примером настоящего изобретения, газовая горелка для устройства включает: камеру, ограниченную периферийной стенкой, стенку, включающую множество отверстий, которые проходят сквозь нее и выполнены с возможностью выпуска горючего газа наружу из газовой горелки, причем отверстия включают входную секцию и выходную секцию для горючего газа, и каждое из отверстий включает дно, при этом дно имеет поверхность, которая изгибается вверх от входной секции до выходной секции.
В соответствии с другим примером, газовая горелка для устройства включает: основание, включающее стенку, сформированную на периферии основания, причем стенка включает внутреннюю поверхность, внешнюю поверхность и множество прорезей, проходящих сквозь стенку; и крышку, выполненную с возможностью установки на основании и формирования камеры, сообщающейся по текучей среде с газовым трубопроводом, причем крышка выполнена так, чтобы ограничивать прорези для образования множества отверстий для выпуска горючего газа наружу из газовой горелки, причем отверстия включают входную секцию вблизи внутренней поверхности и выходную секцию вблизи внешней поверхности, при этом каждая из прорезей включает вогнутое дно между входной секцией и выходной секцией.
В соответствии с другим примером, газовая горелка для устройства включает: основание, включающее зубчатую стенку, сформированную вдоль периферии основания, причем стенка включает внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность и также включает амбразуры и зубцы, чередующиеся вдоль стенки, причем амбразуры проходят сквозь стенку и вниз от вершины стенки; и крышку, выполненную с возможностью установки на основании и формирования камеры, сообщающейся по текучей среде с газовым трубопроводом, при этом крышка выполнена так, чтобы ограничивать амбразуры для образования множества отверстий для выпуска горючего газа наружу из газовой горелки, причем отверстия включают входную секцию и выходную секцию, и амбразуры включают дно, выполненное таким образом, что первый острый угол, образованный касательной к дну в выходной секции относительно горизонтальной плоскости, больше, чем второй острый угол, образованный касательной к дну во входной секции относительно горизонтальной плоскости.
Краткое описание чертежей
Вышеупомянутые и другие аспекты настоящего изобретения станут очевидными для специалистов в данной области техники, к которой относится настоящее изобретение, после ознакомления со следующим описанием со ссылками на прилагаемые чертежи.
Фиг.1 - вид в перспективе с пространственным разделением деталей газовой горелки согласно настоящему изобретению, показывающий крышку и основание.
Фиг.2 - вид в плане основания, показывающий множество отверстий для пламени вдоль боковой стенки.
Фиг.3 - вид крупным планом боковой стенки, показывающий отверстия для пламени.
Фиг.4 - вид сечения, выполненного по линии IV-IV на фиг.3, показывающий первый тип отверстия для пламени.
Фиг.5 - вид сечения, выполненного по линии V-V на фиг.3, показывающий второй тип отверстия для пламени.
Описание примеров вариантов осуществления изобретения
Примеры вариантов осуществления изобретения, которые включают один или более аспектов настоящего изобретения, описаны и показаны на чертежах. Эти показанные примеры не вносят ограничений в настоящее изобретение. Например, один или более аспектов настоящего изобретения могут быть использованы в других вариантах осуществления изобретения и даже в других типах устройств.
Газовые горелки, показанные и описанные здесь, в целом упоминаются как тип, который обычно наблюдается в бытовых приборах, таких как верхняя часть кухонной плиты. Однако термин "газовая горелка" должен рассматриваться как включающий любое устройство со средствами для зажигания газа при его выпуске из емкости/магистрали, и оно может быть выполнено как часть, но не ограничиваясь этим, переносной или портативной плиты, кухонной печи, гриля, лампы, фонаря, нагревателя, печи, камина, обжиговой печи и т.п. Изменения вариантов выхода горючего газа из горелки могут приводить к разностям производительности или эффективности газовой горелки, приводящим к уменьшению времени нагревания. Например, можно достигать точки кипения быстрее при одном расходе газа, используя другую конструкцию газовой горелки.
На фиг.1 показана типичная газовая горелка 10. Газовая горелка 10 включает крышку 12 и основание 14, которые скомбинированы для формирования камеры 15, в которую поступает горючий газ. Этот вариант выполнения газовой горелки 10 имеет круглые основания и является цилиндрическим или, более определенно, имеет форму усеченного конуса, хотя другие варианты формы также предусматриваются согласно этому изобретению. Например, другие варианты выполнения газовой горелки могут включать овальные или по существу прямоугольные основания. Крышка 12 является по существу плоской крышкой, которая конфигурирована для соответствия основанию 14. Крышка 12 может включать верхнюю поверхность и нижнюю поверхность.
Основание 14 может включать нижнюю стенку 18 и кольцевую боковую стенку 16, которая сформирована на периферии нижней стенки 18. Нижняя поверхность крышки 12 может включать кольцевой венец, который имеет немного меньший диаметр, чем кольцевая боковая стенка 16 основания 14, таким образом, чтобы он плотно примыкал к внутренней поверхности боковой стенки 16. Боковая стенка 16 включает внутреннюю поверхность 16a, внешнюю поверхность 16b и вершину 16c, на которой может быть размещена крышка 12. Крышка 12 имеет такие размеры, что благодаря размещению крышки 12 на основании 14 формируется камера 15, по существу ограниченная нижней стенкой 18 и боковой стенкой 16 основания 14 и нижней поверхностью крышки 12. Как показано на фиг.1 и 2, нижняя стенка 18 может включать по существу кольцевой выступ 20 и центральное отверстие 22, которое сообщается с источником горючего газа и через которое горючий газ поступает в камеру 15. Основание 14 является по существу симметричным относительно центральной оси основания 14 кроме зажигателя 24 и опциональной стабилизирующей камеры 26. Нижняя стенка 18 может также включать отверстия 28, при помощи которых основание 14 и газовая горелка 10 прикрепляются к устройству при помощи крепежных средств, известных в данной области техники, таких как винты, гайки/болты и т.п. Горючий газ, который поступает через центральное отверстие 22, ограничен камерой 15 перед выходом из камеры 15 через отверстия для пламени, вентиляционные отверстия и т.п., сформированные в боковой стенке 16 основания 14, как будет описано далее.
Основание 14 и крышка 12 могут быть выполнены из материала, выбранного на основе таких факторов, как термостойкость, стойкость к коррозии или срок службы, например, металлов, керамики и т.п.
Как показано на фиг.3-5, форма боковой стенки 16 может быть описана как зубчатая в том смысле, что боковая стенка 16 включает амбразуры 30 и зубцы 32, которые расположены поочередно вдоль боковой стенки 16 и распределены вдоль периферии газовой горелки 10. Амбразуры 30 имеют одинаковые размеры, так же как и зубцы 32, хотя это не требуется. В верхней части каждого зубца 32 может быть сформирован по существу горизонтальный вырез 34 таким образом, что существует промежуток между вершиной зубца 32 и нижней поверхностью крышки 12, когда крышка 12 расположена на основании 14. В таком варианте осуществления изобретения крышка 12 поддерживается боковыми стойками 36, сформированными в верхней части зубца 32. На внутреннем конце горизонтального выреза 34 внутренняя поверхность 16a зубца 32 включает скос 32a, который формирует входную область 38. Например, скос 32a может быть под углом 44,5 градусов. Горизонтальные вырезы 34 функционируют как ряд отверстий для пламени, через которые горючий газ может выходить из камеры 15. В этом варианте осуществления изобретения горизонтальные вырезы 34 сформированы как сегменты дуги и постепенно расширяются в радиальных направлениях.
Амбразуры 30 также действуют как набор отверстий для пламени, через которые горючий газ может выходить из камеры 15. В этом варианте осуществления изобретения амбразуры 30 являются по существу вертикальными прорезями, которые проходят сквозь боковую стенку 16 от камеры 15 наружу из газовой горелки 10 в радиальных направлениях. Амбразуры 30 по существу определены нижней поверхностью крышки 12, боковыми поверхностями 42 соседних зубцов 32 и дном 44 между зубцами 32. Хотя дно 44 является узким, дно 44 включает самую нижнюю точку, которая может находиться на разной высоте вдоль радиальных направлений. Например, в этом варианте осуществления изобретения дно 44 имеет наклон вверх от внутренней поверхности 16a к внешней поверхности 16b таким образом, что отверстие 46a во входной секции 46 больше, чем отверстие 48a в выходной секции 48. Входная секция 46 и выходная секция 48 включают отверстия 46a, 48a амбразур 30, но не ограничены отверстиями 46a, 48a и могут включать соседние части дна 44. Таким образом, входная и выходная секции 46, 48 образуют части дна 44 вблизи отверстий 46a, 48a. Дно 44 может быть вогнуто искривленным и может иметь постоянный радиус кривизны. Вследствие кривизны дна 44 направление горючего газа вблизи дна 44 отличается во входной секции 46 амбразур 30, которая ограничивает камеру 15 газовой горелки 10, от выходной секции 48 амбразур 30, которая ограничивает внешнюю часть газовой горелки 10. Как показано на фиг.4, касательная 50 к дну 44 во входной секции 46 формирует острый угол относительно горизонтальной плоскости, которая может составлять 0 или около 0 градусов. Однако острый угол во входной секции 46 не должен приближаться к 0 градусов. Между тем касательная 52 к дну 44 в выходной секции 48 формирует острый угол относительно горизонтальной плоскости, который больше, чем острый угол, сформированный во входной секции 46. В этом варианте осуществления изобретения острый угол в выходной секции 48 составляет приблизительно 48 градусов. Однако острый угол не должен приближаться к этой величине и может отклоняться от этой величины. На фиг.4 показано, что дно 44 переходит к внутренней поверхности 16a и внешней поверхности 16b с закруглением. Следует отметить, что эти касательные 50, 52 предназначены для определения фактического направления потока газа во входную секцию 46 и из выходной секции 48. Таким образом, хотя касательная определяется относительно одной точки на кривой, касательные 50 и 52 не должны измеряться на округленных концах дна 44 и должны измеряться в областях входных и выходных секций 46, 48, которые показательны для направления потока газа. Следует отметить, что хотя разность уклона касательной во входной секции 46 и в выходной секции 48 является результатом кривизны дна 44 в этом варианте осуществления изобретения, дно 44 может также быть сформировано таким образом, чтобы оно имело две или больше плоских поверхностей, каждая из которых имеет различный уклон, таким образом, чтобы плоская поверхность во входной секции 46 имела первый уклон и плоская поверхность в выходной секции 48 имела второй уклон.
Одно из преимуществ настоящего изобретения состоит в том, что благодаря использованию этой конфигурации газовых отверстий, поток газа выходит из газовой горелки в направленном больше вверх направлении, и пламя направляется к объекту, размещенному над газовой горелкой 10, что приводит к получению более эффективного пламени, которое может нагревать объект до заданного уровня за более короткий период времени. Например, испытание показало, что время закипания для приблизительно 13 фунтов воды уменьшено больше, чем на одну минуту в этом варианте осуществления изобретения по сравнению с дном амбразуры, которое имеет единый уклон. Хотя можно увеличить выходной угол потока газа в амбразуре с плоским дном, просто увеличивая уклон дна, диапазон возможных углов, которые могут быть сформированы для газовых отверстий, может быть ограничен такими факторами, как размеры газовой горелки, толщина стенки, размер отверстия в выходной части и т.д. Например, размер отверстия в выходной части может стать слишком малым, если газовое отверстие имеет плоское линейное дно, и угол увеличен до желательного уклона. Кривая конфигурация, соответствующая настоящему изобретению, преодолевает такие ограничения и позволяет получать более крутой выходной угол потока газа в отличие от плоского линейного дна с единым уклоном. Кривизна дна может быть приспособлена таким образом, что угол, образованный касательной к дну в выходной секции относительно горизонтальной плоскости, может быть увеличен или уменьшен. Угол, образованный касательной к дну во входной секции с горизонтальной плоскостью, также может регулироваться. Такое регулирование кривизны может достигать альтернативных эффектов относительно направления потока газа из камеры и эффективности нагрева.
Изобретение было описано в отношении типичных вариантов его осуществления, описанных выше. При ознакомлении с этим описанием в изобретение могут быть внесены модификации и изменения. Примеры вариантов осуществления изобретения, включающих один или более аспектов изобретения, предполагают включение всех таких модификаций и изменений, если они входят в объем прилагаемой формулы изобретения.
1. Газовая горелка для устройства, включающая:
камеру, по периферии ограниченную стенкой, причем стенка включает множество отверстий, которые проходят сквозь нее и выполнены с возможностью выпуска горючего газа наружу из газовой горелки, при этом отверстия включают вход и выход для горючего газа, причем указанный вход соответствует самому внутреннему участку отверстия, а выход соответствует самому внешнему участку отверстия, и каждое из отверстий включает дно, при этом дно имеет поверхность, которая непрерывно изгибается вверх от входа до выхода, так, что дно является наиболее высоким в выходе, причем угол, образованный касательной ко дну и горизонтальной плоскости больше в выходе, чем во входе.
2. Газовая горелка по п.1, в которой первый острый угол, образованный касательной ко дну в выходе относительно горизонтальной плоскости, больше чем второй острый угол, образованный касательной ко дну во входе относительно горизонтальной плоскости.
3. Газовая горелка по п.2, в которой первый острый угол составляет приблизительно 48 градусов.
4. Газовая горелка по п.2, в которой второй острый угол составляет 0 градусов.
5. Газовая горелка по п.1, в которой дно является вогнутым.
6. Газовая горелка по п.1, в которой дно имеет постоянный радиус кривизны.
7. Газовая горелка по п.1, в которой газовая горелка является цилиндрической, и отверстия ориентированы радиально.
8. Газовая горелка по п.1, в которой отверстия распределены по периферии газовой горелки.
9. Газовая горелка по п.1, в которой камера ограничена основанием и крышкой, размещенной на основании, и отверстия приспособлены для направления горючего газа вверх к нагреваемому объекту, расположенному над крышкой.
10. Газовая горелка по п.1, в которой отверстия представляют собой вертикальные прорези.
11. Газовая горелка для устройства, включающая:
основание, включающее стенку, сформированную вдоль периферии основания, причем стенка включает внутреннюю поверхность, внешнюю поверхность и множество прорезей, проходящих сквозь стенку; и
крышку, выполненную с возможностью установки на основании и формирующую камеру, находящуюся в сообщении по текучей среде с газовым трубопроводом, причем крышка выполнена так, чтобы ограничивать прорези для образования множества отверстий для выпуска горючего газа наружу из газовой горелки, причем камера, выполнена так, что горючий газ, который поступает через газовый трубопровод, заключен в указанной камере, прежде чем он выйдет через отверстия,
при этом отверстия включают вход смежный внутренней поверхности и выход смежный внешней поверхности входа, соответствующего самому внутреннему участку отверстия, и причем
каждая из прорезей включает вогнутое дно, которое непрерывно изгибается от входа до выхода так, что острый угол, образованный касательной ко дну относительно поверхности, на которой установлена газовая горелка, постепенно увеличивается от входной точки по направлению к выходной точке так, что дно является наиболее высоким в выходе.
12. Газовая горелка по п.11, в которой первый острый угол, образованный касательной ко дну в выходе относительно горизонтальной плоскости, больше второго острого угла, образованного касательной к дну во входе относительно горизонтальной плоскости.
13. Газовая горелка по п.12, в которой первый острый угол составляет приблизительно 48 градусов.
14. Газовая горелка по п.11, в которой отверстия приспособлены для направления горючего газа вверх к нагреваемому объекту, расположенному над крышкой.
15. Газовая горелка для устройства, включающая:
основание, включающее зубчатую стенку, сформированную вдоль периферии основания, причем стенка включает внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность и также включает амбразуры и зубцы, чередующиеся вдоль стенки, причем амбразуры проходят сквозь стенку и вниз от вершины стенки; и
крышку, выполненную с возможностью установки на основании и формирующую камеру, находящуюся в сообщении по текучей среде с газовым трубопроводом, причем крышка выполнена так, чтобы ограничивать амбразуры для образования множества отверстий для выпуска горючего газа наружу из газовой горелки,
при этом отверстия включают вход и выход и амбразуры включают дно так, что первый острый угол, образованный касательной к дну в выходе относительно горизонтальной плоскости, больше второго острого угла, образованного касательной к дну во входе относительно горизонтальной плоскости,
причем каждый из зубцов включает углубленную часть, формирующую горизонтальный вырез, проходящий сквозь стенку, при этом первый поток газа выпускается через амбразуры, и второй поток газа выпускается через горизонтальные вырезы.
16. Газовая горелка по п.15, в которой дно является вогнутым.
17. Газовая горелка по п.15, в которой первый острый угол составляет приблизительно 48 градусов.
18. Газовая горелка по п.15, в которой амбразуры проходят вертикально.
19. Газовая горелка по п.15, в которой углубленная часть скошена вблизи внутренней поверхности для образования входной области горизонтального выреза.
20. Газовая горелка по п.15, в которой амбразуры приспособлены для направления горючего газа вверх к нагреваемому объекту, расположенному над крышкой.
21. Газовая горелка по п.1, в которой острый угол, образованный касательной ко дну относительно поверхности, на которой установлена газовая горелка, постепенно увеличивается от входной точки по направлению к выходной точке.
22. Газовая горелка для устройства, включающая в себя:
камеру, периферически образованную стенкой, включающей в себя внутреннюю поверхность и внешнюю поверхность, причем стенка включает в себя множество отверстий, которые проходят через нее и которые выполнены для выпуска горючего газа наружу их газовой горелки, причем отверстия включают в себя входную точку на внутренней поверхности и выходную точку на внешней поверхности для горючего газа, причем входная точка соответствует самой внутренней части отверстия, и выходная точка соответствуют самой внешней части отверстия, причем каждое из отверстий включает в себя дно, причем дно, имеющее поверхность, которая непрерывно изгибается вверх от входной точки до выходной точки так, что острый угол, образованный касательной ко дну относительно поверхности, на которой установлена газовая горелка, постепенно увеличивается от входной точки по направлению к выходной точке так, что дно является наиболее высоким в выходной точке, причем выходная точка образована как пересечение дна и внешней поверхности стенки.
