Устройство для повышения теплоотдачи печных газов



Устройство для повышения теплоотдачи печных газов
Устройство для повышения теплоотдачи печных газов
Устройство для повышения теплоотдачи печных газов
Устройство для повышения теплоотдачи печных газов

 


Владельцы патента RU 2453771:

Общество с ограниченной ответственностью Завод "Ферингер и К" (RU)

Изобретение относится к отопительным печам и может быть использовано при разработке печей и нагревательных устройств для приготовления пищи и отопления помещения. Технический результат: повышение теплоотдачи печных газов, повышение полноты сгорания топлива, увеличение продолжительности работы печи при неизменном расходе топлива. Устройство для повышения теплоотдачи печных газов, устанавливаемое преимущественно в бытовую печь между верхней крышкой печи и ее камерой сгорания, содержит экран, предпочтительно профилированный, в котором выполнены окна в виде пазов, преимущественно в его периферийной зоне. Указанные окна соединяют полость камеры сгорания печи с полостью, ограниченной верхней крышкой печи, ее боковыми стенками и указанным экраном при помощи горизонтально ориентированных каналов, которые открываются в указанную полость навстречу друг другу. Между выходными частями каналов установлен завихритель, а указанная полость соединена с полостью дымовой трубы, горизонтально ориентированные каналы образованы стенками печи и вертикально расположенными перегородками на экране, профилирование экрана выполнено в виде буквы «V» с расположением образованного ребра примерно по осевой вертикальной линии печи. 4 ил.

 

Изобретение относится к отопительным печам и может быть использовано при разработке печей и нагревательных устройств для приготовления пищи и отопления помещения.

Известна мусоросжигательная печь секционной структуры, содержащая прямую закрытую трубу с отверстиями, расположенными по ее длине, которая предназначена для подачи воздуха в топку. Труба подачи воздуха вставлена в топку через отверстие, выполненное в верхней части топки. Воздух в трубу подают при помощи вентилятора. Воздух струится сквозь отверстия трубы и участвует при интенсивном сгорании топлива, в данном случае - мусора (патент ЕР 0636840 А1, МПК: F24B 1/00, 5/00).

Данный способ подачи и распределения воздуха в камере сгорания и устройство сгорания пригодны для безопасного и интенсивного сжигания мусора, но не эффективны для длительного экономичного сжигания топлива.

Известна топка для сжигания гранулированного твердого топлива и нагревания воздуха помещений. Топка состоит из камеры сгорания, в ее центр вставленной трубы подачи воздуха и шнекового устройства. Воздух в очаг сгорания подают при помощи вентилятора сверху, а гранулированное топливо при помощи шнекового устройства загружают снизу (патент USA 4782765, МПК: F24B 1/00, 5/00).

Конструкция такой топки сложна и не пригодна для сжигания дров.

Известен способ подачи и распределения воздуха в камере сгорания, когда воздух в камеру сгорания подают сверху по трубе, при этом труба заканчивается распределителем воздуха, опирающимся на топливо и вместе с трубой опускающимся вниз, когда количество топлива в камере сгорания уменьшается, причем воздух в камере сгорания распределяют следующим образом: в очаг сгорания подают 40-60%; на края очага сгорания подают 10-30%; над очагом сгорания - 20-40%.

Для реализации указанного способа предложен отопительный котел, содержащий камеру сгорания, в двойной стенке которой сформирована емкость, заполненная водой, с отверстием выхода дыма, отверстиями загрузки топлива и удаления золы, патрубки подвода и отвода воды, при этом камера сгорания установлена вертикально и выполнена в виде круглого или многоугольного цилиндра, в верхней части которого выполнено отверстие, в которое вставлена свободно вверх-вниз перемещающаяся труба подачи воздуха, заканчивающаяся распределителем воздуха, опирающимся на топливо, при этом распределитель воздуха выполнен в виде пустотелого диска, в верхней части которого выполнен наконечник для соединения с трубой подачи воздуха, а в нижней части - головка, при этом в периферийной части диска, в узком конце головки и на боковой поверхности головки, а также в наконечнике выполнены отверстия, сообщающиеся с внутренней полостью распределителя воздуха (Патент ЕР 005303, заявка №200301136 от 19.04.01, МПК: F24B 1/00, 5/00).

Недостатками данного способа и устройства является то, что на трубе подачи воздуха в зону горения необходимо устанавливать распределитель воздуха и перемещать его во время процесса горения. Это приводит к усложнению конструкции камеры сгорания и ухудшению условий ее работы, за счет того, что часть топлива под распределителем практически не участвует в процессе горения. Кроме этого необходимо достаточно точно распределять воздушные потоки, что также приводит к усложнению конструкции печи и усложнению условий ее обслуживания и эксплуатации.

Известна печь - твердотопливная, содержащая камеру сгорания с козырьком в ее верхней части, которая примыкает к боковым и задней стенкам и разделяет камеру сгорания на верхнюю и нижнюю части, дверцу с застекленным окном на передней стенке камеры сгорания для загрузки топлива, нижний и щелеобразный верхний подвод воздуха для обдувания стекла окна дверцы плоским потоком воздуха и формирования внутри камеры сгорания области дожигания продуктов сгорания топлива и патрубок для отвода продуктов сгорания, расположенный в верхней задней части камеры сгорания.

Воздух для первичного горения твердого топлива подается в камеру сгорания как со стороны задней стенки печи, так и со стороны нижней части передней стенки камеры сгорания при помощи заслонок, управляемых с передней стороны печи. Дожигание (вторичное горение) несгоревших частиц топлива осуществляется подачей в камеру сгорания двух потоков воздуха, один из которых (холодный) управляется заслонкой, а второй - неуправляемый теплый, после обдувания стекла дверцы поступает в переднюю часть камеры сгорания в область дожигания несгоревших продуктов твердого топлива. Стенки камеры сгорания футерованы кирпичной кладкой и размещены внутри металлического кожуха. Между стенками камеры сгорания и кожухом имеется пространство, по которому затягивается воздух из нижней части отапливаемого помещения для охлаждения кожуха печи (патент US 4766876 A, F24B 5/02, 30.08.1988).

Недостаток указанной печи заключается в том, что при изменении состава твердого топлива не обеспечивается высокий КПД печи. Это объясняется тем, что не вся химическая энергия твердого топлива (различного по составу) может полностью превратиться в тепловую энергию без регулирования необходимого количества горячего воздуха для дожигания несгоревших частиц данного вида твердого топлива. Не сгоревшие полностью остатки твердого топлива, вылетая из трубы печи, снижают ее КПД и ухудшают экологию окружающей среды. Кроме того, другим недостатком прототипа является футеровка кирпичом стенок печи, что снижает ее мобильность для обогрева дачных и временных построек.

Известно универсальное отопительное устройство, содержащее корпус, образованный передней стенкой с дверкой для загрузки топлива, боковыми, верхней и задней стенками, подом, дымоход, колосниковую решетку, зольник, газоходную камеру, топливник с выполненным в виде перегородки и имеющим люк сводом, расположенные вдоль боковых стенок и перекрещивающиеся над сводом теплообменные трубы с открытыми торцами, сообщенными с окружающей средой, причем эти трубы закреплены на поде в шахматном порядке, при этом перегородка свода выполнена с перегибом по центру, дополнительно установлены с образованием в направлении дымохода тупого угла газонаправляющие щетки, имеющие по одному люку и закрепленные по линии перегиба перегородки свода с помощью дополнительно введенных жиклеров и с образованием между перегородкой свода и щитками двух газоходов, причем в перегородке свода дополнительно установлен второй люк, при этом оба люка перегородки свода расположены со стороны задней стенки и ближе к боковым стенкам, а люки газонаправляющих щитков расположены со стороны передней стенки и ближе к центру, в топливнике параллельно боковым стенкам к перегородке свода закреплена духовка с вентилятором и со съемными тепловыми экранами, в дымоходе установлен вентилятор, механически соединенный с вентилятором духовки, в топливнике под духовкой установлена выполненная в виде змеевика и имеющая открытые и сообщенные с окружающей средой торцы труба-теплообменник, на верхней стенке установлена емкость для нагрева воды, вдоль боковых и задней стенок установлены конвективные панели (полезная модель RU 85987 U1, F24B 5/00, 20.08.2009 - прототип).

Предложенное устройство работает следующим образом.

Открывают дверку в передней стенке и укладывают на колосниковую решетку топливо, например дрова, и поджигают его. Регулировку тяги с целью оптимизации процесса горения осуществляют путем выдвигания на необходимую величину зольника. Горячие топочные газы омывают теплообменные трубы, трубу-теплообменник, боковые и нижнюю поверхность духовки и свод топливника и отдают часть своего тепла. Далее топочные газы через люки перегородки свода поступают в газоходы, где при турбулизации отдают еще часть тепла и через люки газонаправляющих щитков поступают в газоходную камеру. В газоходной камере скорость движения газов замедляется, т.к. газоходная камера имеет коническую форму, т.е. является расширительной. Это увеличивает время теплообмена между элементами устройства и омывающими их газами. Кроме того, в газоходной камере дополнительно происходит окисление топочных газов при поступлении вторичного воздуха через жиклеры из духовки. В случае недостатка первичного воздуха, поступающего через зольник, так называемый режим экономии, топливо начинает тлеть. Выделяемые при этом горючие топочные газы поднимаются вверх и поступают через люки к дымоходу, по пути окисляются в камере под действием вторичного воздуха, который поступает через жиклеры из духовки. При этом дополнительно выделяется тепло. Кинетическая энергия дымовых газов в дымоходе приводит во вращение вентилятор. Вентилятор в свою очередь приводит в движение вентилятор духовки. Это способствует выравниванию температуры в самой духовке, когда съемные тепловые экраны закрыты. В случае, когда съемные тепловые экраны сняты с духовки, это ведет к ускорению теплообмена с помещением.

Во время работы устройства холодный воздух из помещения поступает через нижние открытые торцы в теплообменные трубы и, нагреваясь, поступает через верхние открытые торцы в помещение. Подобным образом воздух нагревается, проходя через трубу-теплообменник: холодный воздух поступает из помещения в открытый торец, а нагретый выходит из открытого торца.

Основными недостатками указанной печи является значительная сложность конструкции и организации рабочего процесса, недостаточно высокая полнота теплоотдачи отдачи печных газов.

Задачей изобретения является устранение указанных недостатков и создание устройства для повышения теплоотдачи печных газов, конструкция которого позволит повысить полноту сгорания топлива, теплоотдачу и значительно увеличить время работы печи при неизменном расходе топлива.

Указанная задача решается тем, что предложенное устройство для повышения теплоотдачи печных газов, устанавливаемое преимущественно в бытовую печь между верхней крышкой печи и ее камерой сгорания, согласно изобретению содержит экран, преимущественно профилированный, в котором выполнены окна в виде пазов, преимущественно в его периферийной зоне, соединяющие полость камеры сгорания печи с полостью, ограниченной верхней крышкой печи, ее боковыми стенками и указанным экраном, при помощи горизонтально ориентированных каналов, причем упомянутые каналы открываются в указанную полость навстречу друг другу, при этом между выходными частями каналов установлен завихритель, а указанная полость соединена с полостью дымовой трубы.

Для оптимизации конструкции и улучшения условий перемешивания продуктов сгорания горизонтально ориентированные каналы образованы стенками печи и вертикально расположенными перегородками на профилированном экране.

Для оптимизации конструкции и улучшения условий перемешивания продуктов сгорания профилирование экрана выполнено в виде буквы «V» с расположением образованного ребра примерно по осевой вертикальной линии печи.

Предложенное устройство может быть использовано в печи, преимущественно для обогрева помещений, содержащей корпус со стенками и верхней крышкой, в котором расположена камера сгорания с зоной горения и выполнены каналы подачи воздуха в зону горения камеры сгорания и каналы отвода продуктов сгорания из упомянутой камеры, соединенные с вытяжной трубой, дверку с замком с запорным и упорным элементами, установленную с возможностью вращения в рамке, размещенной на корпусе.

Сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 показан вид печи с устройством спереди, фиг.2 - продольный разрез печи с устройством, на фиг.3 - вид печи с устройством сверху, на фиг.4 - распределение потоков продуктов сгорания по устройству и корпусу печи в аксонометрии.

Предложенное устройство устанавливается в печь 1, содержащую корпус 2 со стенками 3 и верхней крышкой 4. В корпусе 2 печи расположена камера сгорания 5 с зоной горения и выполнены каналы 6 подачи воздуха в зону горения камеры сгорания 5 и каналы 7 отвода продуктов сгорания из камеры сгорания 5. Каналы 7 соединены с вытяжной трубой 8. На корпусе 2 установлена с возможностью вращения в рамке дверка 9 с замком.

В верхней части печи 1, между камерой сгорания 5 и вытяжной трубой 8, устанавливается профилированный экран 10 устройства с образованием полости 11, ограниченной верхней крышкой 4, стенками 3 и профилированным экраном 10 устройства.

В профилированном экране 10 устройства выполнены окна 12 в виде пазов, преимущественно в его периферийной зоне 13, соединяющие полость камеры сгорания 5 с полостью 11 при помощи горизонтально ориентированных каналов 14.

Устройство для повышения теплоотдачи печных газов, устанавливаемое, преимущественно, в бытовую печь между верхней крышкой печи и ее камерой сгорания, характеризующееся тем, что оно содержит экран, предпочтительно профилированный, в котором выполнены окна в виде пазов, преимущественно, в его периферийной зоне, соединяющие полость камеры сгорания печи с полостью, ограниченной верхней крышкой печи, ее боковыми стенками и указанным экраном, при помощи горизонтально ориентированных каналов, причем упомянутые каналы открываются в указанную полость навстречу друг другу, при этом между выходными частями каналов установлен завихритель, а указанная полость соединена с полостью дымовой трубы, при этом горизонтально ориентированные каналы образованы стенками печи и вертикально расположенными перегородками на экране, а экран профилирован в виде буквы «V» с расположением образованного ребра примерно по осевой вертикальной линии печи.



 

Похожие патенты:

Печь // 2448304
Изобретение относится к отопительным печам и может быть использовано при разработке печей и нагревательных устройств для приготовления пищи и отопления помещения.

Изобретение относится к способам обеспечения горения топлива в печах и может быть использовано при разработке печей и нагревательных устройств для приготовления пищи и отопления помещения.

Изобретение относится к способам обеспечения горения топлива в печах и может быть использовано при разработке печей и нагревательных устройств для приготовления пищи и отопления помещения.

Печь // 2446358
Изобретение относится к отопительным печам и может быть использовано при разработке печей и нагревательных устройств для приготовления пищи и отопления помещения.

Изобретение относится к отопительным устройствам, в частности печам, работающим на твердом топливе, преимущественно для отопления теплиц, палаток, гаражей, вагонов-домов; кабин и салонов грузовых и легковых автомобилей, микроавтобусов, кемперов, катеров и яхт с возможностью приготовления горячей пищи.

Изобретение относится к конструкции печей и их элементов и может быть использовано при оборудовании бань стационарного и мобильного типов, а также для улучшения условий обогрева бытовых и производственных помещений.

Печь // 2431780
Изобретение относится к отопительным печам и может быть использовано при разработке печей и нагревательных устройств для приготовления пищи и отопления помещения.

Изобретение относится к устройствам для обогрева помещений, в частности к отопительным устройствам с внутренними воздуховодами, и может применяться с использованием твердого топлива, преимущественно дров.

Изобретение относится к способам сжигания топлива и конструкциям печей и может быть использовано для сжигания любого вида топлива. .

Изобретение относится к устройствам для сжигания топлива и может быть использовано для создания печей различного назначения. .

Изобретение относится к топочным камерам бытовых отопительных и отопительно-варочных печей и кухонных плит, может быть использовано в топочных камерах автономных водогрейных котлов, в которых в качестве топлива используется уголь

Изобретение относится к энергетике. Теплообменное устройство тепловых агрегатов содержит трубчатые элементы, установленные внутри теплового агрегата вплотную к стенкам его корпуса, при этом концы трубчатых элементов заглушены, а в местах соприкосновения в трубчатом элементе и в корпусе выполнены, по меньшей мере, два сквозных отверстия для подвода и отвода рабочей среды, площадь каждого из которых меньше площади сечения трубчатого элемента. Места стыков отверстий выполнены герметичными. Устройство может применяться в нагревателях, котлах, печах, работающих на различных видах топлива, где в качестве рабочей среды может быть газ или жидкость, с конвективным и принудительным движением. Кроме того, изобретение может быть использовано в дымоходах, газоходах и различных промышленных агрегатах, а также в технологических теплообменниках для охлаждения горячих растворов холодной водой или другим агентом, подаваемым в трубные элементы через коллекторы. Изобретение позволяет обеспечить простоту изготовления устройства, а также позволяет расширить функциональные возможности устройства с обеспечением эффективности теплообмена. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к теплотехнике и может быть использовано при оборудовании индивидуальных или приусадебных бань для отопления, подогрева воды и пароснабжения. Достигаемый технический результат - создание простой, технологичной конструкции печи-каменки, обеспечивающей повышенную тепловую эффективность, экологические нормы при ее эксплуатации. Топка печи-каменки выполнена в виде диффузора с возможностью образования в нем турбулентного потока. Дымоход 2 пропущен по тепловой нише 4 для прогрева камней 5 без прямого контакта продуктов горения с ними и выполнен поворотным на выходе газов.В дымовой трубе 3 установлена регулирующая заслонка тяги 6. Печь содержит конвективные воздухопроводные трубы 9, 10, на выходе из которых обеспечен турбулентный поток воздуха под тепловую нишу для эффективности теплообмена и сокращения времени прогрева помещения. Печь допускает отопление как дровами, так и горелкой газовой атмосферной диффузионной. 4 ил.

Группа изобретений относится к печам и плитам, а именно к печи и способу аэрации и деаэрации печи. Технический результат - обеспечение равномерного охлаждения на двух дверцах. Способ аэрации и деаэрации печи (1) содержит, по меньшей мере, два муфеля (2, 3) печи, которые расположены друг над другом и каждый загрузочный проем (5, 6) которых закрыт или является закрываемым дверцей (7, 8), включающий: всасывание охлаждающего воздуха (L) снаружи печи (1) и подачу всасываемого воздуха (L), по меньшей мере, частично во внутренние пространства (9, 10) дверец (7, 8). Затем его выводят наружу после протекания через, по меньшей мере, часть внутренних пространств (9, 10). При этом всасываемый воздух (L) подают в верхнюю дверцу (7) в ее верхней части и пропускают, по существу, сверху вниз через внутреннее пространство (9) дверцы (7). Всасываемый воздух (L) подают во внутреннее пространство (10) нижней дверцы (8) в ее нижней торцевой части и пропускают, по существу, вверх, через внутреннее пространство (10) дверцы (8). При этом воздух, подаваемый во внутренние пространства (9, 10) двух дверец (7, 8), выводят наружу после протекания через внутренние пространства (9, 10) дверец (7, 8), в нижней части верхней дверцы (7) и верхней части нижней дверцы (8). Печь предназначена для осуществления способа. 2 н. и 12 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к конструкциям печей и способам сжигания топлива и может быть использовано при разработке печей для сжигания любого вида топлива. Технический результат - повышение теплоотдачи путем понижения температуры выходящих дымовых газов. Дымовая труба для печи, преимущественно, для обогрева банных помещений содержит вертикально ориентированный корпус, нижняя входная часть которого соединяется с источником горячих газов, предпочтительно, продуктов сгорания топлива в печи, верхняя выходная - с окружающей атмосферой. В центральной части корпуса трубы ее нижняя и верхняя части соединены между собой при помощи нескольких изолированных друг от друга каналов круглого поперечного сечения, суммарная проходная площадь которых равна или превышает проходную площадь дымовой трубы. Упомянутые каналы установлены в ступенчатых расширениях, выполненных на смежных участках трубы, причем площадь каждого ступенчатого расширения превышает площадь проходного сечения дымовой трубы, при этом, как минимум, в одном канале, предпочтительно, в каждом, установлен завихритель. 3 ил.
Наверх