Сгорание газа в отопительных или бытовых приборах происходит при помощи газовых горелок. На практике применяют в основном два типа горелок— диффузионные и эжекционные. В диффузионных горелках газ и воздух поступают в топливник раздельно (рис. 52).

Рис. 52. Схема работы диффузионной горелки.
Рис. 52. Схема работы диффузионной горелки.



Газ через открытый кран 1 поступает по газопроводу в горелку 2, располагаемую внутри топливника и представляющую собой стальную трубку. Из горелки газ выходит через небольшие отверстия 3 и сгорает в потоке воздуха, отдельно подаваемого в топливник через стенное отверстие 4. Схема работы и устройство эжекционной горелки показаны на рис. 53.

Рис. 53. Схема работы эжекционной горелки.
Рис. 53. Схема работы эжекционной горелки.



Здесь воздух для поддержания горения поступает в двух местах. Одна часть (первичный воздух) засасывается (эжектируется) внутрь горелки через камеру всасывания 2. Таким образом, газ из трубки 1 подается в зону горения уже частично смешанным с воздухом, остальная часть воздуха (вторичный воздух) подается в топливник через отверстие 6. Горелка имеет регулятор первичного воздуха. Для лучшего перемешивания первичного воздуха с газом горелка имеет суженную горловину 3, которая при помощи раструба (диффузора) 4 соединяется с головкой горелки 5.

Подача вторичного воздуха более качественно может осуществляться не просто через отверстие в стенке топливника, а через отверстия поддувальной решетки или еще лучше через расположенный под горелкой металлический канал или короб с мелкими отверстиями для выхода воздуха (рис. 54).

Рис. 54. Подача вторичного воздуха через короб по всей длине горелки
Рис. 54. Подача вторичного воздуха через короб по всей длине горелки: 1 — горелка; 2 — короб с отверстиями; 3 — регулятор вторичного воздуха; 4— щель для первичного воздуха; 5 — газовый кран; 6 — газопровод.



Сгорание газа в горелках эжекционного типа ввиду предварительного его смешения с воздухом происходит более совершенно, чем в горелках диффузионных.

Рис. 55. Эжекционная «саратовская» горелка.
Рис. 55. Эжекционная «саратовская» горелка.



На рис. 55 показана «саратовская» горелка, получившая распространение при переводе на газ печей в г. Саратове. Головка горелки 4, выполненная в виде трубы, имеет закрытый торец и три ряда сквозных отверстий через которые газовоздушная смесь поступает в топливник. Газ в горелку поступает через сопло 2, первичный воздух подается через отверстия, открытие которых может изменяться вращением регулятора 1. Смешение .газа с первичным воздухом происходит в смесительной камере 3.

Изготовляется горелка из алюминиевого литья. Вторичный воздух для горения подается через отверстия в нижней части металлического щитка, на котором укрепляется горелка и который закрывает топочное отверстие печи. К недостаткам горелки относится отсутствие предохранительных устройств на случай отрыва пламени или временного прекращения поступления газа. Предохранительные устройства, устраняющие эту опасность, выполняются или в виде автоматически действующих приборов, или при помощи блокировки (совместной работы) крана впуска газа и крана открытия запальника.

Рис. 56. Установка горелки в топливнике печи
Рис. 56. Установка горелки в топливнике печи



На рис. 56 показана горелка конструкции завода «Газоаппарат», снабженная автоматическим прибором защиты, который прекращает дальнейшую подачу газа в горелку при перерыве газовой струи или ее отрыве. Горелка эжекционного типа имеет две трубчатые горелки 1, к которым подводится газ по газовому коллектору 9 Между насадками расположен запальник 14, в виде трубки с отверстиями. Вся горелка и аппаратура смонтированы на металлической плите 7. Плита укреплена шпильками на рамке 6, которая устанавливается в топочном отверстии печи на четырех распорных болтах 3. Для поступления первичного воздуха служат отверстия 10, открытие которых регулируется поворотом перекрывающих крышек. Подача вторичного воздуха происходит из поддувала 11 через перфорированный стальной лист 12. Управление подачей происходит при помощи осевого регулятора 2.

Для зажигания запальника служит смотровое окно 8 на фронтовой плите. Окно снабжено заслонкой на оси. Автоматический прибор защиты составляет термопара 5 (два сплава хромелькопель) и электромагнитный клапан 4. Электромагнитный клапан стоит перед запорным краном 13; термопара располагается между насадками горелок. Она состоит из двух прутков разнородных металлов, сваренных между собой. При нагревании в термопаре возникает электрический ток, который передается в обмотку электромагнитного клапана, в результате чего создается электромагнитное поле. Под действием силы этого поля клапан открывается и остается открытым до прекращения подачи электрического тока от термопары к магнитной катушке.

При отрыве пламени от горелки или в случае временного прекращения поступления газа из газопровода запальник гаснет; термопара прекращает нагреваться и электрический ток в магнитной катушке исчезает. Вместе с этим прекращается работа электромагнита, и клапан под действием обратной пружины закрывает отверстие на газопроводе, не допуская дальнейшей подачи газа к горелкам. Существуют также автоматические приборы, регулирующие количество газа, подаваемого в топливник. Изготовление автоматики сопряжено с известными трудностями и с применением дефицитных металлов.

Значительно проще по конструкции газовая эжекционная горелка системы Ю. П. Соснина, с предохранительным устройством в виде блок-крана, показанная на рис. 57.

Рис. 57. Трубчатая горелка с блок-краном.
Рис. 57. Трубчатая горелка с блок- краном.



Она состоит в основном из следующих частей: фронтового топочного щитка 10, трубчатой горелки 3, трубки вторичного воздуха 2, расположенной под горелкой, блок-крана 8 и запальной трубки 4. Топочный щиток из стали толщиной 4 мм снабжен отверстием с заслонкой 1 для зажигания и наблюдения за работой горелки. Ниже расположены отверстия для трубчатой горелки и запальной трубки. Под ними имеется отверстие для трубки вторичного воздуха. На конце этой трубки, выходящей наружу и имеющей щели, устанавливается регулятор вторичного воздуха 6 в виде поворотной муфты с отверстиями.

Регулятор первичного воздуха 5 выполняется также в виде поворотной муфты на конце трубчатой горелки. Смещение газа и первичного воздуха происходит в смесителе 9. Газ подается коллектором 7, на двух отростках которого устанавливается блок-кран 8. Блок-кран объединяет два крана: кран горелки и кран запальника. Часть окружности рукоятки крана запальника срезана, а на окружности крана горелки сделан дуговой вырез, куда входит круглая часть рукоятки запального крана. Этим достигается блокировка (объединение) работы обоих кранов. Открыть кран горелки можно только после открытия крана запальника, когда ручка его повернется к крану горелки своей срезанной частью. Таким образом, прежде чем зажечь основную горелку, надо сначала открыть кран запальника и зажечь запальник.

Рис. 58. Неправильная установка газовой горелки в топливнике отопительной печи
Рис. 58. Неправильная установка газовой горелки в топливнике отопительной печи: 1 — горелка; 2 — вторичный воздух.



Убедившись, что запальник работает надежно, т. е. пламя его горит спокойно, не отрываясь, можно открыть кран горелки и включить ее в действие. Если пламя запальника отрывается, то необходимо уменьшить тягу в печи, прикрывая дымовую задвижку. Во время горения закрыть кран запальника без предварительного поворота и закрытия крана горелки невозможно.

Размеры самого топливника для сжигания газа, т. е. камеры, где устанавливается газовая горелка, могут быть по ширине и высоте меньше, чем это требуется для сжигания твердых пород угля. Ширина топливника зависит от ширины устанавливаемой горелки, а высота — в 1/5 —2 раза больше высоты пламени горелки. Если установлены мощные горелки или они работают продолжительное время (4—5 час), а также при непрерывном горении, толщина боковых стенок должна быть не менее 3Л кирпича, из которых внутренняя часть выкладывается из огнеупорного шамотного кирпича. Она не связывается с наружной частью стенки во избежание трещин от неодинаковых температурных расширений.

Ввиду сравнительно короткого пламени газовых горелок и следовательно малой излучательной способности факела располагать горелку в топливнике следует возможно ниже, чтобы вся нижняя часть печи прогревалась. Очень важно, чтобы направление вторичного воздуха было правильным и воздух охватывал бы пламя горелки, а не проходил стороной, бесполезно охлаждая печь. Пример неудачного расположения горелки и подвода вторичного воздуха показан на рис. 58. Горелка установлена высоко и не обогревает нижнюю половину топливной камеры; неправильное направление вторичного воздуха отклоняет пламя, причем основная масса воздуха проходит мимо, охлаждая дымообороты печи.

Рис. 59. Правильная установка горелки в топливнике печи
Рис. 59. Правильная установка горелки в топливнике печи: 1 — насадка; 2 - горелка; 3 — вторичный воздух.



Для лучшего использования тепла и более совершенного сгорания газа полезно снабжать топливник насадкой из огнеупорных кирпичей, располагаемых над пламенем горелки и образующих щелевидные проходы для пламени. Благодаря насадке достигается лучшее перемешивание газа с вторичным воздухом. Кроме того, накаленные кирпичи поднимают температуру топливника и способствуют более полному сгоранию газовоздушной смеси, проходящей в прозорах между кирпичами насадки. Топливник с насадкой и с расположением горелки в нижней части изображен на рис. 59.